gastro-jРоссийский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологииRussian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology1382-43762658-6673«Gastro» LLCgastro-j-1540Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL ARTICLESГенная терапия фактором роста гепатоцитов приводит к регрессии экспериментального фиброза печениGene therapy by hepatocyte growth factor results in regression of experimental liver fibrosisДжояшвилиН. А.DzhoyashviliN. A.КалининаН. И.KalininaN. I.БелоглазоваИ. Б.BeloglazovaI. B.ЦоколаеваЗ. И.TsokolayevaZ. I.МакаревичП. И.MakarevichP. I.ПеровЮ. Л.PerovYu. L.ПарфеноваЕ. В.ParfenovaYe. V.ТкачукВ. А.TkachukV. A.2010300820102042228Copyright © Джояшвили Н.А., Калинина Н.И., Белоглазова И.Б., Цоколаева З.И., Макаревич П.И., Перов Ю.Л., Парфенова Е.В., Ткачук В.А., 20102010Джояшвили Н.А., Калинина Н.И., Белоглазова И.Б., Цоколаева З.И., Макаревич П.И., Перов Ю.Л., Парфенова Е.В., Ткачук В.А.Dzhoyashvili N.A., Kalinina N.I., Beloglazova I.B., Tsokolayeva Z.I., Makarevich P.I., Perov Y.L., Parfenova Y.V., Tkachuk V.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gastro-j.ru/jour/article/view/1540

Цель исследования. Изучение эффективности генной терапии фиброза печени у мышей фактором роста гепатоцитов (HGF) человека и оценка возможностей метода гидропорации для доставки генетических конструкций в печень.Материал и методы. В ходе эксперимента мыши-самцы линии Balbc получали интраперитонеальные инъекции 30% масляного раствора четыреххлористого углерода (CCl4) из расчета 1 мкл/1 г массы тела 1 раз в неделю. Животных (n=4–6) выводили из эксперимента на 1, 2, 4 и 6-й неделе от его начала. После получения печеночной ткани проводили гистологическое исследование, а с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) выполняли анализ содержания мРНК генов, ассоциированных с развитием фиброза печени: трансформирующего ростового фактора β1 (TGF-β1), коллагена 1α1 (Coll1α1), матриксной металлопротеиназы-13 (ММР-13), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы (TIMP-1) и гладкомышечного α-актина (α-SMA). Кровь забирали для измерения активности печеночных ферментов (АсАТ и АлАТ). HGF человека вводили в ткань печени методом гидропорации. Содержание в печеночной ткани мышей человеческого HGF определяли с помощью ПЦР. Для оценки степени развития фиброза печени использовали индекс Кноделя и морфометрический анализ.Результаты. На сновании расчета индекса Кноделя установлено формирование CCl4-индуцированного фиброза печени к 4-й неделе эксперимента. Цирроз печени формировался к 6-й неделе эксперимента. Эти данные согласовывались с результатами ПЦР-РВ и оценки активности печеночных ферментов. Морфометрический анализ показал, что после терапии HGF в исследуемой группе животных степень выраженности фиброза (%) была ниже по сравнению с контрольной группой. Эффективность трансфекции комплементарной ДНК HGF при использовании метода гидропорации была выше, чем при прямом способе введения в паренхиму органа.Выводы. Полученные результаты позволяют рассматривать генную терапию фактором роста гепатоцитов в составе невирусных векторов как один из перспективных методов лечения хронических заболеваний печени.

Aim of investigation

Aim of investigation. Studying of efficacy of genetic therapy of liver fibrosis at mice by human hepatocyte growth factor (HGF) and evaluation of potentials of hydroporation method for delivery of genetic complexes to the liver.

Material and methods

Material and methods. During experiment male mice of Balbc line received intraperitoneal injections of 30% perchloromethane (CCl4) diluted in oil in a dose of 1 ml/kg once per week. Animals (n=4–6) dropped from the experiment at the 1, 2, 4 and 6-th week from its onset. After obtaining liver tissue samples, histological study was carried out, and by real time polymerase chain reaction (RT-PCR) contents of mPNA of liver fibrosis-associated genes were analyzed: transforming growth factor β1 (TGF-β1), collagen 1α1 (Coll1α1), matrix metalloproteinase-13 (ММР-13), tissue inhibitor of matrix metalloproteinase (TIMP-1) and smooth-muscle actin α (α-SMA). A blood was extracted for assessment of liver enzymes activity (AST and ALT). Human HGF was injected into liver tissue by hydroporation method. Contents of human HGF in mice liver tissue was detected by PCR. For evaluation of stage of liver fibrosis Knodell index and morphometrical analysis was used.

Results

Results. According to Knodell index development of CCl4-induced liver fibrosis at the 4-th week of experiment was found. Liver cirrhosis developed at the 6-th week of experiment. These data correlated well to the RT-PCR results and evaluation of liver enzymes activity. Morphometrical analysis demonstrated, that after HGF therapy in the main group of animals the degree of fibrosis (%) was lower in comparison to that in the control group. Efficacy of transfection of complementary HGF DNA at application of hydroporation method was higher, than at direct method of injection into parenchyma of the organ.

Conclusions

Conclusions. Obtained results allow to consider gene therapy by hepatocyte growth factor in composition of non-viral vectors as one of perspective methods of treatment of chronic liver diseases.

фиброз печеницирроз печенигенная терапиятрансфекцияфактор роста гепатоцитовгидропорацияliver fibrosisliver cirrhosisgenetic therapytransfectionhepatocyte growth factorhydroporationReferencesВнутренние болезни по Тинсли Р.Харрисону: В 7 т: Кн. 5: Болезни пищеварительной системы; Болезни иммунной системы, соединительной ткани и суставов: Учебное пособие для вузов /Под ред. Фаучи Э., Браунвальда Ю., Иссельбахера К. и др.: пер. с англ. под общ. ред. Алипова Н.Н., Тимофеевой Е.Р. – Изд. 14-е – М.: Практика, 2005. – Т. 5. – 445 с.Внутренние болезни по Тинсли Р.Харрисону: В 7 т: Кн. 5: Болезни пищеварительной системы; Болезни иммунной системы, соединительной ткани и суставов: Учебное пособие для вузов /Под ред. Фаучи Э., Браунвальда Ю., Иссельбахера К. и др.: пер. с англ. под общ. ред. Алипова Н.Н., Тимофеевой Е.Р. – Изд. 14-е – М.: Практика, 2005. – Т. 5. – 445 с.Arias M. et al. Adenoviral delivery of an antisense RNA complementary to the 3 coding sequence of transforming growth factor-β1 inhibits fibrogenic activities of hepatic stellate cells // Cell Growth Differ. – 2002. – Vol. 13. – P. 265–273.Arias M. et al. Adenoviral delivery of an antisense RNA complementary to the 3 coding sequence of transforming growth factor-β1 inhibits fibrogenic activities of hepatic stellate cells // Cell Growth Differ. – 2002. – Vol. 13. – P. 265–273.Eastman S.J. et al. Development of catheter-based procedures for transducing the isolated rabbit liver with plasmid DNA // Hum. Gene Ther. – 2002. – Vol. 13. – P. 2065–2077.Eastman S.J. et al. Development of catheter-based procedures for transducing the isolated rabbit liver with plasmid DNA // Hum. Gene Ther. – 2002. – Vol. 13. – P. 2065–2077.Geerts A. History, heterogeneity, developmental biology, and functions of quiescent hepatic stellate cells // Semin. Liver Dis. – 2001. – Vol. 21. – P. 311–335.Geerts A. History, heterogeneity, developmental biology, and functions of quiescent hepatic stellate cells // Semin. Liver Dis. – 2001. – Vol. 21. – P. 311–335.Gines P., Cardenas A., Arroyo V., Rodes J. Management of cirrhosis and ascites // N. Engl. J. Med. – 2004. – Vol. 350. – P. 1646–1654.Gines P., Cardenas A., Arroyo V., Rodes J. Management of cirrhosis and ascites // N. Engl. J. Med. – 2004. – Vol. 350. – P. 1646–1654.Gressner A.M. et al. Roles of TGF-β in hepatic fibrosis // Front. Biosci. – 2002. – Vol. 7. – P. 793–807.Gressner A.M. et al. Roles of TGF-β in hepatic fibrosis // Front. Biosci. – 2002. – Vol. 7. – P. 793–807.Iredale J. et al. Tissue inhibitor of metalloproteinase-1 messenger RNA expression is enhanced relative to interstitial collagenase messenger RNA in experimental liver injury and fibrosis // Hepatology. – 1996. – Vol. 24. – P. 176–184.Iredale J. et al. Tissue inhibitor of metalloproteinase-1 messenger RNA expression is enhanced relative to interstitial collagenase messenger RNA in experimental liver injury and fibrosis // Hepatology. – 1996. – Vol. 24. – P. 176–184.Jing-Lin Xia et al. Hepatocyte growth factor attenuates liver fibrosis induced by bile duct ligation // Am. J. Pathol. – 2006. – Vol. 168. – P. 1500–151.Jing-Lin Xia et al. Hepatocyte growth factor attenuates liver fibrosis induced by bile duct ligation // Am. J. Pathol. – 2006. – Vol. 168. – P. 1500–151.Knodell R.G. et al. Formulation and application of a numerical scoring system for assessing histological activity in asymptomatic chronic active hepatitis // Hepatology. – 1981. – Vol. 1. – P. 431–435.Knodell R.G. et al. Formulation and application of a numerical scoring system for assessing histological activity in asymptomatic chronic active hepatitis // Hepatology. – 1981. – Vol. 1. – P. 431–435.Liu F., Song Y.K., Liu D. Hydrodynamics-based transfection in animals by systemic administration of plasmid DNA // Gene Ther. – 1999. – Vol. 6. – P. 1258– 1266.Liu F., Song Y.K., Liu D. Hydrodynamics-based transfection in animals by systemic administration of plasmid DNA // Gene Ther. – 1999. – Vol. 6. – P. 1258– 1266.Pinzani M. Liver fibrosis // Springer Semin. Immunopathol. – 1999. – Vol. 21. – P. 475–490.Pinzani M. Liver fibrosis // Springer Semin. Immunopathol. – 1999. – Vol. 21. – P. 475–490.Ramadori G., Saile B. Mesenchymal cells in the liver – one cell type or two? // Liver. – 2002. – Vol. 22. – P. 283–294.Ramadori G., Saile B. Mesenchymal cells in the liver – one cell type or two? // Liver. – 2002. – Vol. 22. – P. 283–294.Watanabe T. et al. Gene expression of interstitial collagenase in both progressive and recovery phase of rat liver fibrosis induced by carbon tetrachloride // J. Hepatol. – 2000. – Vol. 33. – P. 224–235.Watanabe T. et al. Gene expression of interstitial collagenase in both progressive and recovery phase of rat liver fibrosis induced by carbon tetrachloride // J. Hepatol. – 2000. – Vol. 33. – P. 224–235.Xue F. et al. Hepatocyte growth factor gene therapy accelerates regeneration in cirrhotic mouse livers after hepatectomy // Gut. – 2003. – Vol. 52. – P. 694–700.Xue F. et al. Hepatocyte growth factor gene therapy accelerates regeneration in cirrhotic mouse livers after hepatectomy // Gut. – 2003. – Vol. 52. – P. 694–700.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.