Morphological changes and expression of caspases in cattle kidneys in age-related maner

Irina M. Petrova; Maksim V. Bytov; Ekaterina A. Tsepeleva; Sergey L. Khatsko; Lyudmila I. Drozdova; Irina A. Shkuratova

doi:10.12731/2658-6649-2027-19-1-1756

Irina M. Petrova ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук» https://orcid.org/0000-0002-4358-5219
Maksim V. Bytov ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук» https://orcid.org/0000-0002-3622-3770
Ekaterina A. Tsepeleva ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук» https://orcid.org/0009-0004-2567-2433
Sergey L. Khatsko ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук» https://orcid.org/0000-0001-5921-6680
Lyudmila I. Drozdova ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук» https://orcid.org/0000-0001-9689-1781
Irina A. Shkuratova ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук» https://orcid.org/0000-0003-0025-3545

DOI: https://doi.org/10.12731/2658-6649-2027-19-1-1756

Ключевые слова: каспаза-3, каспаза-6, каспаза-8, почки, морфометрия, крупный рогатый скот

Аннотация

Обоснование. Ввиду высокой метаболической нагрузки почки коров особенно подвержены воздействию факторов промышленного содержания и претерпевают морфологические изменения, проявляющиеся в том числе гибелью клеток. В современной литературе не представлено данных по изучению ферментов, играющих важную роль в апоптозе клеток почек крупного рогатого скота разных возрастных групп. В настоящей статье описаны результаты морфологического анализа и иммуногистохимического окрашивания на выявление каспазы-3, -6, -8 в почках крупного рогатого скота разных возрастных групп.

Цель – оценить возрастные морфологические изменения в почках крупного рогатого скота и их взаимосвязь с экспрессией каспаз.

Материалы и методы. Работу выполняли в Уральском НИВИ – структурном подразделении ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН. Для изучения морфологических изменений почек постмортально был отобран материал от крупного рогатого скота следующих возрастов: телята 2,5–10 месяцев; коровы 2–5 лет; коровы 6–8 лет. Проводили иммуногистохимическое окрашивание образцов с антителами к каспазам-3, -6, -8 для оценки интенсивности апоптоза в органе. В почках измеряли количество и площадь почечных телец, площадь почечного клубочка и пространства капсулы Боумена-Шумлянского, долю площади, занимаемую ими в почечном тельце, а также долю поврежденных почечных телец.

Результаты. Развитие патологических процессов в почках крупного рогатого скота начинается в раннем возрасте. Морфометрический анализ препаратов почек выявил прогрессирующие с возрастом патологические нарушения, ассоциированные с высоким уровнем экспрессии каспаз, особенно исполнительных – каспазы-3 и -6.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Irina M. Petrova, ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»

лаборант отдела геномных исследований и селекции животных

Maksim V. Bytov, ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»

Postgraduate Student, Junior Researcher at the Department of Animal Genomics and Selection

Ekaterina A. Tsepeleva, ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»

лаборант отдела геномных исследований и селекции животных

Sergey L. Khatsko, ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»

лаборант отдела геномных исследований и селекции животных

Lyudmila I. Drozdova, ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»

доктор ветеринарных наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных

Irina A. Shkuratova, ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»

член-корреспондент РАН, доктор ветеринарных наук, профессор, главный научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных

Литература

Евглевский, А. А., Евглевская, Е. П., & Михайлова, И. И. (2017). Нарушение кислотно-основного состояния в организме коров: причины, последствия, пути решения. Ветеринарная патология, 1(59), 53–58. EDN: https://elibrary.ru/ZATEOR.

Шишкина, В. В., Мошуров, И. П., & Атякшин, Д. А. (2024). Семейство каспаз: молекулярные основы взаимодействия при апоптозе и пироптозе. Гены и Клетки, 19(1), 153–168. https://doi.org/10.17816/gc569246. EDN: https://elibrary.ru/MLLOWZ.

Шкуратова, И. А., Дроздова, Л. И., & Бытов, М. В. (2025). Характеристика структурно-функциональных изменений внутренних органов коров в разные возрастные периоды. Международный вестник ветеринарии, (4), 411–422. https://doi.org/10.52419/ISSN2072-2419.2025.4.411. EDN: https://elibrary.ru/YVFZHC.

Ding, Z., Zhao, J., & Gao, K. (2022). Total extract of Abelmoschus manihot L. alleviates uric acid-induced renal tubular epithelial injury via inhibition of caspase-8/caspase-3/NLRP3/GSDME signaling. Frontiers in Pharmacology, 13, 907–980. https://doi.org/10.3389/fphar.2022.907980. EDN: https://elibrary.ru/ZIHPSM.

Havasi, A., & Borkan, S. C. (2011). Apoptosis and acute kidney injury. Kidney International, 80(1), 29–40. https://doi.org/10.1038/ki.2011.120.

Kaushal, G. P. (2003). Role of caspases in renal tubular epithelial cell injury. Seminars in Nephrology, 23(5), 425–431. https://doi.org/10.1016/s0270-9295(03)00086-x.

Lebherz-Eichinger, D., Krenn, C. G., & Roth, G. A. (2013). Keratin 18 and heat-shock protein in chronic kidney disease. Advances in Clinical Chemistry, 62, 123–149. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-800096-0.00003-2.

Ruchaud, S., Korfali, N., & Earnshaw, W. C. (2002). Caspase-6 gene disruption reveals a requirement for lamin A cleavage in apoptotic chromatin condensation. The EMBO Journal, 21(8), 1967–1977. https://doi.org/10.1093/emboj/21.8.1967. EDN: https://elibrary.ru/LTIXYT.

Sanz, A. B., Sanchez-Niño, M. D., & Ramos, A. M. (2023). Regulated cell death pathways in kidney disease. Nature Reviews Nephrology, 19, 281–299. https://doi.org/10.1038/s41581-023-00694-0. EDN: https://elibrary.ru/ETNIVJ.

Slee, E. A., Adrain, C., & Martin, S. J. (2001). Executioner caspase-3, -6, and -7 perform distinct, non-redundant roles during the demolition phase of apoptosis. The Journal of Biological Chemistry, 276(10), 7320–7326. https://doi.org/10.1074/jbc.M008363200.

Torres, V. E., & Harris, P. C. (2009). Autosomal dominant polycystic kidney disease: the last 3 years. Kidney International, 76(2), 149–168. https://doi.org/10.1038/ki.2009.128.

Vaidya, S., & Hardy, J. A. (2011). Caspase-6 latent state stability relies on helical propensity. Biochemistry, 50(16), 3282–3287. https://doi.org/10.1021/bi2001664.

Wang, E., Chiou, Y. Y., & Hsieh-Li, H. M. (2017). Overexpression of exogenous kidney-specific Ngal attenuates progressive cyst development and prolongs lifespan in a murine model of polycystic kidney disease. Kidney International, 91(2), 412–422. https://doi.org/10.1016/j.kint.2016.09.005.

Xia, W., Li, Y., & Wu, M. (2021). Gasdermin E deficiency attenuates acute kidney injury by inhibiting pyroptosis and inflammation. Cell Death & Disease, 12(2), 139. https://doi.org/10.1038/s41419-021-03431-2. EDN: https://elibrary.ru/OEJEMW.

Yang, B., Lan, S., Dieudé, M., Sabo-Vatasescu, J. P., & Hébert, M. J. (2018). Caspase-3 is a pivotal regulator of microvascular rarefaction and renal fibrosis after ischemia-reperfusion injury. Journal of the American Society of Nephrology: JASN, 29(7), 1900–1916. https://doi.org/10.1681/ASN.2017050581.

Yang, C., Kaushal, V., & Haun, R. (2008). Transcriptional activation of caspase-6 and -7 genes by cisplatin-induced p53 and its functional significance in cisplatin nephrotoxicity. Cell Death & Differentiation, 15, 530–544. https://doi.org/10.1038/sj.cdd.4402287.

Zhang, H., Deng, Z., & Deng, F. (2024). CHIP drives proteasomal degradation of NUR77 to alleviate oxidative stress and intrinsic apoptosis in cisplatin-induced nephropathy. Communications Biology, 7(1), 1403. https://doi.org/10.1038/s42003-024-07118-0. EDN: https://elibrary.ru/YFRPDB.

References

Evglevsky, A. A., Evglevskaya, E. P., & Mikhailova, I. I. (2017). Disruption of acid-base balance in the cow organism: causes, consequences, solutions. Veterinary Pathology, 1(59), 53–58. EDN: https://elibrary.ru/ZATEOR.

Shishkina, V. V., Moshurov, I. P., & Atyakshin, D. A. (2024). The caspase family: molecular basis of interaction in apoptosis and pyroptosis. Genes and Cells, 19(1), 153–168. https://doi.org/10.17816/gc569246. EDN: https://elibrary.ru/MLLOWZ.

Shkuratova, I. A., Drozdova, L. I., & Bytov, M. V. (2025). Characteristics of structural and functional changes in the internal organs of cows at different age periods. International Veterinary Bulletin, (4), 411–422. https://doi.org/10.52419/ISSN2072-2419.2025.4.411. EDN: https://elibrary.ru/YVFZHC.