Мыши с нокаутом диаминоксидазы не обладают повышенной чувствительностью к пероральному или подкожному введению гистамина

Абстрактный

1. Цель

Оценить вклад эндогенной диаминоксидазы (DAO) в инактивацию экзогенного гистамина, найти линию мышей с повышенной чувствительностью к гистамину и проверить эффективность rhDAO в модели гистаминовой провокации.

2. Методы

Мышам с нокаутом диаминоксидазы (КО) вводили перорально и подкожно гистамин в комбинации с блокатором -адренорецепторов пропранололом, с двумя ингибиторами гистамин-N-метилтрансферазы (ГНМТ) метопреном и такрином, с фолиевой кислотой для имитации острого повреждения почек и лечили с рекомбинантной ДАО человека. Центральную температуру тела измеряли с помощью подкожно имплантированного микрочипа, а уровни гистамина в плазме определяли количественно с помощью гомогенного флуоресцентного анализа с временным разрешением.

3. Результаты

Центральная температура тела и уровни гистамина в плазме существенно не отличались между мышами дикого типа (WT) и DAO KO после перорального и подкожного заражения гистамином с острым повреждением почек или без введения ингибиторов HNMT. Лечение рекомбинантным DAO человека уменьшало среднюю площадь под кривой (AUC) для снижения температуры тела на 63% (p=0,002) и клиническую оценку на 88% (p<0.001). The AUC of the histamine concentration was reduced by 81%.

4. Выводы

Инактивация экзогенного гистамина не связана с ферментативной деградацией и почечной фильтрацией. Лечение рекомбинантным ДАО человека значительно снижало индуцированную гистамином потерю температуры тела и концентрацию гистамина и предотвращало развитие тяжелых клинических симптомов.

Ключевые слова

Аминоксидаза (медьсодержащая) · Гистамин-N-метилтрансфераза · Острая почечная недостаточность · Метаболизм · Такрин · Метоприн · Температура тела

Нажмите здесь, чтобы купить добавку Cistanche

Введение

Более 95 процентов всего гистамина в организме человека хранится в тучных клетках и базофилах. То же самое можно сказать и о многих млекопитающих. У человека плотность тучных клеток выше всего в желудочно-кишечном тракте, коже и легких [1], и, следовательно, в этих органах проявляются симптомы, вызванные гистамином, при заболеваниях с явным участием активации тучных клеток. Локальные интерстициальные концентрации гистамина после острой дегрануляции могут достигать 10–1000 мкМ [2, 3, см. Интернет-ресурсы]. У людей, как и у собак и свиней, нормальные концентрации гистамина в плазме ниже 1 нг/мл (9 нМ), а симптомы начинают развиваться при нескольких нанограммах на миллилитр [4–7]. Значительную гипотензию с увеличением ЧСС можно измерить от 5 нг/мл, а при повышении уровня выше 10 нг/мл развитие бронхоспазма, сердечных аритмий, выраженной гипотензии и коронарного спазма может привести к опасной для жизни мультисистемной дисфункции [8, 9]. Гистамин участвует не только в вазодилатации, увеличении проницаемости сосудов, гипоксии и развитии сосудистого отека, но также демонстрирует провоспалительное участие, влияя на адаптивную иммунную систему посредством рекрутирования, созревания и активации иммунных эффекторных клеток. Кроме того, он играет роль во врожденной иммунной системе, взаимодействуя с дендритными клетками, естественными клетками-киллерами и гранулоцитами [10, 11].

Базовые концентрации гистамина у мышей и крыс составляют от 20 до 100 нг/мл при измерении с помощью надежных методов и поэтому во много раз выше, чем у людей [6, 7]. Неясно, играют ли эти высокие уровни гистамина какую-либо физиологическую роль. Известно, что грызуны устойчивы к гистамину при летальных дозах 50% (ЛД50) у различных линий мышей 3000–4000 и 400–500 мг/кг при пероральном и внутривенном введении соответственно [12, 13]. Пиковая концентрация гистамина в плазме после болюсного введения 400 мг/кг мыши с массой тела 20 г будет составлять приблизительно 8 мг/мл при объеме плазмы 1 мл. Когда анафилаксия вызывалась у людей с помощью контролируемой провокации с укусом осы, концентрация гистамина 140 нг/мл была связана с тяжелой угрожающей жизни гипотензией [14]. Как метаболизируется и инактивируется гистамин?

Гистамин связывается с белками плазмы в среднем на 13 процентов и свободно фильтруется в почках [15]. Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) теоретически может вносить около 15–20 процентов в период полувыведения, составляющий 3–4 минуты, у здоровых добровольцев [5, см. Интернет-ресурсы]. При нормальной СКФ 100 мл/мин и объеме плазмы 3000 мл период полувыведения гистамина составляет 20 мин. У мышей нормальная СКФ 10 мкл/мин/г приводит к периоду полураспада гистамина 3 мин [16, см. Интернет-ресурсы]. Тем не менее, гистамин демонстрирует высокую скорость экстракции в почках, превышающую скорость, основанную на СКФ, и эта экстракция приписывается поглощению и реабсорбции клетками проксимальных канальцев через переносчик органических катионов 2 (OCT2) с последующей ферментативной инактивацией [17, см. ниже]. У людей менее 1% введенного радиоактивного гистамина обнаруживалось в моче в течение первых 6 ч [18]. Низкая скорость экскреции гистамина у людей, которая также наблюдается у собак и кошек, была подтверждена другими исследователями [19]. В тканях мышей и крыс более 50 % введенной радиоактивности обнаруживается в почках и менее 2 % в виде гистамина через 30 мин после внутривенного введения [20]. Почки также были органом с наибольшей радиоактивностью после введения крысам высоких доз гистамина [21]. Транспортер OCT2 в высокой степени экспрессируется в почках человека и грызунов и может быть ответственным как за экстракцию гистамина из компартмента плазмы, так и за реабсорбцию гистамина в первичном фильтрате мочи клетками проксимальных канальцев [22, см. ниже].

Быстрый транспорт внеклеточного гистамина из интерстициальной жидкости после высвобождения из тучных клеток или плазмы в другие компартменты, удаленные от эндотелиальных клеток, может быть другой возможностью инактивации гистамина. Это может ингибировать индукцию тяжелой гипотензии и просачивания сосудов, опосредованную передачей сигналов эндотелиальной синтазой оксида азота (NOS) и связыванием с рецепторами гистамина [23-25]. Однако нет данных о скорости транспорта гистамина из системного кровотока в эндотелиальные или паренхиматозные клетки in vivo на животных. В нескольких исследованиях in vitro гистамин транспортируется в обоих направлениях с использованием низкоаффинных высокопроизводительных OCT2 и OCT3 [22, 26, 27]. Гистамин является превосходным субстратом для транспортеров OCT2 и OCT3 крысы, демонстрируя более высокую транспортную эффективность по сравнению с эквивалентными белками OCT человека [26].

Херба Цистанхе

Когда низкие концентрации радиоактивного гистамина используются у мышей, метилирование с помощью гистамин-N-метилтрансферазы (HNMT), по-видимому, является основным путем инактивации. Однако введение мышам более высоких доз гистамина приводит к сдвигу метаболизма в сторону имидазолуксусной кислоты (IMAA) и конъюгатов рибозидов, при этом обнаруживается лишь небольшое количество метилированных производных [28–30]. Пятикратное увеличение исходных концентраций гистамина в сыворотке у мышей с нокаутом HNMT подтверждает эти данные [31]. Имидазолуксусная кислота образуется в результате окисления гистамина диаминоксидазой (DAO), высвобождающей имидазолацетальдегид, который превращается в IMAA и производные рибозида, в основном в печени. Окисление гистамина через DAO, по-видимому, играет большую роль в катаболизме гистамина после перорального заражения у мышей, что неудивительно, учитывая, что экспрессия DAO у мышей высока только в желудочно-кишечном тракте [30]. При пероральном воздействии гистамина на людей окислительное дезаминирование через DAO является доминирующим катаболическим путем с IMAA в качестве основного метаболита в моче [18].

Диаминоксидаза представляет собой медьсодержащую аминоксидазу и один из двух ферментов, способных инактивировать гистамин [32]. В отдельных тканях, в основном в тонком кишечнике и клетках проксимальных канальцев почек, DAO локализована в нечетко определенных внутриклеточных зернистых структурах и внеклеточно связана с протеогликанами гепарансульфата, тогда как HNMT присутствует только в цитоплазме [33, 34]. Экспрессия HNMT широко распространена по всему телу, более высокие уровни обнаруживаются в центральной нервной системе, мочевом пузыре, сердце, почках, печени, легких и в жировой ткани.

После ингибирования DAO с помощью аминогуанидина у овец были обнаружены обширные клинические симптомы токсичности гистамина после пероральной провокации гистамином по сравнению с контрольной группой без предварительной обработки аминогуанидином [35]. Аналогичный эксперимент на свиньях привел к серьезной заболеваемости и смертности у животных, предварительно получавших аминогуанидин и впоследствии подвергшихся пероральному воздействию гистамина [36]. Медианные концентрации гистамина в плазме увеличились в 20- раза у свиней с ингибированием DAO. Лечение крыс аминогуанидином с последующим пероральным введением гистамина увеличивало IMAA в моче и снижало концентрацию гистамина примерно в пять раз [37]. Эти данные показали, что DAO играет решающую роль в деградации экзогенного перорально вводимого гистамина.

У мышей лечение аминогуанидином сильно повышало концентрацию гистамина в кишечнике после внутривенного введения гистамина [30]. Однако аминогуанидин не является специфическим ингибитором ДАО, но также блокирует все три фермента NOS и, по-видимому, блокирует транспорт гистамина крови в ткани [38, 39]. Введение буримамида, антагониста гистаминового рецептора 2, показало пагубные эффекты с увеличением смертности в модели циркуляторного шока у крыс. Однако в то же время было опубликовано, что буримамид является мощным ингибитором ДАО [40, 41]. У собак буримамид вызывал 17-кратное увеличение средней концентрации гистамина в плазме и сильное снижение среднего артериального давления [42]. Считалось, что эффект связан с возможной активацией тучных клеток.

Точно так же роль HNMT изучалась с использованием метилгистамина в качестве ингибитора HNMT, но метилгистамин также является отличным субстратом для DAO [43]. Амодиахин и хинакрин являются мощными ингибиторами HNMT [44–46], но также ингибируют DAO с ингибирующей концентрацией 50% (IC50) приблизительно 500 нМ [47, неопубликованные данные]. Таким образом, данные, полученные с использованием ингибиторов, которые часто используются в высоких концентрациях, следует интерпретировать с осторожностью, поскольку вероятны известные и неизвестные нецелевые эффекты, которые могут значительно исказить физиологическую значимость исследований in vivo.

Метаболические исследования могут дать некоторое представление о важности двух ферментов в деградации гистамина, но катаболизм гистамина можно отделить от физиологических или патофизиологических эффектов. Компартментальные концентрации гистамина могут быть критическими, а метаболизм может быть нижестоящим.

Поэтому мы решили использовать мышей с нокаутом DAO (KO) для изучения роли DAO в деградации экзогенного гистамина. Вторая ключевая цель состояла в том, чтобы разработать модель мыши с повышенной чувствительностью к гистамину, чтобы мы могли лучше изучить роль гистамина в различных генетических мутантных штаммах и проверить эффективность рекомбинантной DAO человека в модели заражения гистамином.

Цистанхе капсулы

Материал и методы

Модели животных

Эксперименты проводились с использованием мышей C57BL6/J Aoc1tm1b(EUCOMM)Hmgu (DAO) KO в возрасте 10–18-недель и однопометников дикого типа (WT). Гетерозиготные эмбрионы были предоставлены Европейским архивом мутантов мышей, Мюнхен, Германия, и имплантированы псевдобеременным мышам C57BL6/N. Гетерозиготное потомство мышей C57BL6/J было подтверждено с помощью ПЦР (см. Интернет-ресурсы) и в дальнейшем использовалось для разведения мышей DAO KO в Отделе биомедицинских исследований Венского медицинского университета в соответствии с протоколом животных GZ 66.009/{ {14}}WF/V/3b/2016. Все эксперименты на животных проводились в соответствии с протоколом GZ 66.009/0258- V/3b/2019. Протоколы экспериментов были одобрены Министерством образования, науки и исследований Австрии. Животных содержали при 12:12-часовом цикле день-ночь при 22 градусах с водой и пищей вволю. Для неинвазивного измерения температуры транспондер (IPTT-300, BioMedic Data Systems Inc., США) имплантировали подкожно за 2 недели до эксперимента с использованием кратковременной анестезии изофлураном. Транспондер измеряет температуру три раза в течение одной секунды, и среднее значение этих измерений записывается снаружи клетки с помощью считывающего устройства. Затем это среднее значение используется для дальнейших расчетов. Эти подкожные транспондеры используются, чтобы избежать чрезмерных манипуляций с животными и предотвратить травмы от многократного введения ректальных датчиков температуры [48]. Было показано, что у некоторых видов животных, включая грызунов, введение гистамина снижает температуру тела и считается передовым методом считывания эффектов гистамина [49, 50]. В течение периода наблюдения клинические симптомы оценивались опытным ветеринарным врачом в соответствии с опубликованной шкалой гиперчувствительности [51]. Оценка варьировала от 0 (отсутствие симптомов) до 1 (трение и почесывание головы и носа), 2 (снижение активности с учащением дыхания и/или снижением активности, отечностью вокруг рта и глаз), 3 (затрудненное дыхание, цианоз вокруг хвоста). и рот, свистящее дыхание) и 4 (отсутствие активности после покалывания или тремор и судороги). Оценка 5 означала смерть. Все провокационные эксперименты начинались между 9:00 и 11:00, чтобы избежать изменений, зависящих от времени суток [52].

Общая экспериментальная установка

Все вещества применялись в объеме 5 мл/кг. Пропранолол (P0884, Sigma-Aldrich, Австрия) растворяли в физиологическом растворе и применяли внутрибрюшинно (в/б) в концентрации 2 мг/кг за 20 мин до гистаминовой провокации для повышения чувствительности к гистамину [53]. Дигидрохлорид гистамина (H7250, Sigma-Aldrich, Австрия) растворяли в дважды перегнанной (dd) H2O и дополнительно разбавляли физиологическим раствором. Все указанные концентрации гистамина относятся к основанию гистамина (111,15 Дальтон).

1. Пероральное и подкожное введение гистамина

Всего мышей голодали в течение 60 минут. После 40 минут голодания вводили пропранолол, а через 20 минут вводили гистамин в концентрации 30 мг/кг перорально (п/о) с ​​помощью перорального зонда. Для модели подкожной (п/к) стимуляции мыши получали либо гистамин в концентрации 50 мг/кг без пропранолола, либо 5 мг/кг с пропранололом. Для определения концентрации гистамина в плазме группу мышей анестезировали в разные моменты времени после заражения гистамином с использованием 10 мг/кг ксилазина и 100 мг/кг кетамина. Цитратную плазму собирали у анестезированных мышей с помощью пункции сердца. В каждую временную точку и генотип использовали от одной до пяти мышей.

2. Сопутствующее ингибирование гистамин‑N‑метилтрансферазы (ГНМТ).

Метоприн (M338835, Toronto Research Chemicals, Канада) растворяли в 10-процентной молочной кислоте (L1875, Sigma-Aldrich, Австрия), дополнительно разбавляли физиологическим раствором и вводили внутрибрюшинно в дозе 3 мг/кг за 1 ч до заражения гистамином в дозе 5 мг/кг. Такрин (A79922, Sigma-Aldrich, Австрия) растворяли в ddH2O, дополнительно разбавляли физиологическим раствором и затем вводили внутрибрюшинно 10 мг/кг за 1 час до 25 мг/кг гистамина подкожно и 2 мг/кг пропранолола. Концентрация такрина 2 мг/кг внутрибрюшинно применялась в сочетании с 30 мг/кг гистамина перорально в сочетании с 2 мг/кг пропранолола.

Стандартизированный цистанхе

3. Индукция острого повреждения почек (ОПП) перед введением гистамина.

Folic acid (F7876, Sigma-Aldrich, Austria) was reconstituted in ddH2O, further diluted in saline, and applied i.p. at a concentration of 100 mg/kg 48 h before challenge with 5 mg/kg s.c. histamine and 2 mg/kg propranolol. The degree of acute kidney injury was estimated using plasma creatinine values. As a cut-off for inclusion, a creatinine value of at least threefold above the mean baseline value was used as described [54]. Baseline plasma creatinine concentrations of 0.11 and 0.17 mg/dl were measured in two mice and therefore an inclusion cut-off of>Было выбрано 42 мг/дл. Цитратную плазму, полученную путем пункции сердца, использовали для измерения креатинина с помощью анализатора Cobas (анализатор Cobas C311, Roche, Швейцария). Для определения концентрации гистамина в плазме в разные моменты времени во время подкожной стимуляции гистамином пропранололом при остром повреждении почек от двух до четырех мышей в каждый момент времени подвергали анестезии и собирали цитратную плазму путем пункции сердца.

4. Спасение ДАО после введения гистамина

Рекомбинантную человеческую (rh)DAO с мутировавшим гепаринсвязывающим мотивом (описанную Gludovacz et al. [55]) вводили внутривенно (в/в) в концентрации 4 мг/кг за 40 мин до применения 2 мг/кг пропранолола и 60 мин. мин до заражения гистамином в дозе 5 мг/кг подкожно.

Для определения концентраций гистамина и DAO в плазме мышам вводили либо 4 мг/кг DAO, либо буфер внутривенно за 60 мин до контрольного заражения 5 мг/кг подкожно гистамина в сочетании с 2 мг/кг пропранолола. Мышей анестезировали в разные моменты времени. Цитратную плазму собирали с помощью пункции сердца у двух-трех мышей в каждый момент времени. Кровь собирали в 3,8-процентном растворе цитрата натрия и одну часть немедленно смешивали с диминазен-ацетуратом (D7770, Sigma-Aldrich, Австрия), получая конечную концентрацию 10 мкМ для ингибирования деградации гистамина под действием rhDAO.

Анализ экспрессии генов

Образцы тканей подвергали шоковой заморозке в жидком азоте, и общую РНК получали с помощью набора FavorPrep Tissue Total RNA Kit (FATRK001, Favorgen, Тайвань) после гомогенизации тканей с использованием лизирующих пробирок (Lysing Matrix E, MP Biomedicals, Германия). на Precellys 24 (Bertin Instruments, Франция). Обратную транскрипцию проводили с использованием набора для синтеза кДНК OneScript Plus (G236, ABM Good, Канада). Для количественной ПЦР использовали BrightGreen Express 2× Mastermix (MasterMix-EL, ABM Good, Канада). Праймеры, охватывающие экзоны, для DAO, HNMT и гистидиндекарбоксилазы (HDC) были разработаны с использованием программного обеспечения Primer3 (таблица онлайн-ресурсов 1). Для нормализации использовали ген домашнего хозяйства RPLP0 [56].

Вестерн-блот

Для вестерн-блоттинга образцы замороженных тканей лизировали в 20 мМ K-фосфатном буфере (pH 7,2) с использованием лизирующих пробирок (пробирки Lysing Matrix E, MP Biomedicals, Германия) на Precellys 24 (Bertin Instruments, Франция). . Концентрацию общего белка определяли с использованием набора для анализа QuantiPro BCA (QPBCA-1KT, Sigma, Австрия). Для электрофореза в полиакриламидном геле 40 мкг общего белка и 40 нг рекомбинантного мышиного DAO (предоставлено EG, Университет природных ресурсов и наук о жизни, Вена, Австрия, с использованием методов, описанных в [57]) разделяли с использованием 12-процентного трис-глицинового геля ( 4561043, Bio-Rad, США). Для детекции ДАО использовали моноклональное антитело к АВР1 (sc-515908, Санта-Крус, США) в концентрации 0,4 мкг/мл, а в качестве нагрузочной – моноклональное антитело к GAPDH (2118, Cell Signal Technology, США). контроль в разведении 1:2000. Моноклональное антитело против IgG-HRP мыши (A2554, Sigma Aldrich, Австрия) и антитело против IgG-HRP кролика (A0545, Sigma Aldrich, Австрия) использовали в качестве детектирующих антител в разведении 1:40000. Изображения были получены с использованием субстрата Clarity Max Western ECL Substrate (1705062, BioRad, США) в системе визуализации ChemiDoc (17001401, Bio-Rad, США).

Цистанхе трубчатая

Измерение активности ДАО

Активность диаминоксидазы различных гомогенатов тканей и ингибирование метопреном и таккрином измеряли, как описано [58]. Образцы замороженных тканей лизировали в 20 мМ K-фосфатном буфере (pH 7,2) с использованием лизирующих пробирок на Precellys 24. Концентрацию общего белка определяли с помощью набора QuantiPro BCA Assay Kit, и 500 мкг экстрактов общего белка различных тканей инкубировали в течение 120 мин с орто-аминобензальдегид (oABA) и либо ddH2O, либо 200 мкМ кадаверина (CAD). Дельта-1-пиперидин, продукт автоциклизации CAD после дезаминирования с помощью DAO, конденсируется с oABA, образуя флуорофор, который можно измерить при EX440/30 и EM620/40 нм. Для определения ингибирования DAO rhDAO предварительно инкубировали с метопреном и такрином в различных концентрациях в течение 30 минут и измеряли, как описано выше.

Для определения активности DAO гомогенаты тканей с концентрацией белка 200 мкг/мл смешивали с HRP (конечная концентрация 1,2 мкг/мл, P6782, Sigma-Aldrich, Австрия) и аминогуанидином (конечная концентрация 10 мкМ, 396494, Sigma-Aldrich). , Австрия) или К-фосфатный буфер (рН 7,2) добавляли и инкубировали 15 мин при 37°С. Добавляли Amplex red™ (конечная концентрация 100 мкМ, A12222, Thermo Scientific, США) и запускали реакции путем добавления конечной концентрации 200 мкМ путресцина (51799, Sigma-Aldrich, Австрия). Калий-фосфатный буфер (рН 7,2) использовали в качестве отрицательного контроля. Образцы инкубировали при 37° и измеряли каждые 10 мин в течение 120 мин с использованием EX550 и EM590 нм. DAO-специфический сигнал рассчитывали путем вычитания образцов с аминогуанидином, мощным и необратимым ингибитором DAO, из образцов с K-фосфатным буфером.

Для измерения активности DAO в плазме у мышей, которым внутривенно вводили Rhoda, использовали гибридный анализ с использованием моноклонального антитела из клона клеточной линии гибридомы анти-DAO 8/119, предоставленного проф. Quaroni (Корнельский университет, Итака, штат Нью-Йорк), и Amplex red™. Черные флуоресцентные планшеты с высоким связыванием белков (475 515, Thermo Scientific Nunc, Дания) покрывали 100 мкл 5 мкг/мл анти-DAO 8/119 в 50 мМ карбонатно-бикарбонатного буфера ( C3041, Sigma-Aldrich, Австрия), инкубировали в течение ночи при 4 градусах и затем блокировали 120 мкл 1% BSA (A4503, Sigma-Aldrich, Австрия) в течение 50 мин при комнатной температуре. После блокировки добавляли 100 мкл образцов плазмы и стандартов, предварительно разведенных 1:10 в PBS, и инкубировали в течение 1 ч при комнатной температуре. Затем добавляли 90 мкл пероксидазы хрена (конечная концентрация 1,2 мкг/мл) и Amplex red™ (конечная концентрация 100 мкМ) в PBS с 0,1% BSA, и начинали реакции добавлением 10 мкл путресцина (конечная концентрация 200 мкМ) или PBS. Флуоресценцию измеряли при 37 градусах каждые 5 минут в течение 120 минут с использованием EX550 и EM590 нм. Промывочный раствор представлял собой 0,1% Tween-20 (P1379, Sigma-Aldrich, Австрия) в PBS. Стандартную кривую для 3–30 нг/мл rhDAO получали в плазме мыши. Все измерения проводились в двух повторностях.

Измерения гистамина

Цитратную плазму, содержащую 10 мкМ диминазен-ацетурата (D7770, Sigma-Aldrich, Австрия), использовали для измерения концентрации гистамина с использованием динамического набора гистаминовой гомогенной флуоресценции с временным разрешением (HTRF) (62HTMDPET, Cisbio, Франция). Набор использовали в соответствии с инструкциями производителя. Для количественного определения использовали стандартную кривую гистамина в объединенной плазме мышей C57Bl/6J. Все концентрации гистамина относятся к основанию гистамина, и все измерения проводились в двух повторностях.

статистический анализ

Статистический анализ был выполнен с использованием GraphPad Prism Version 8.4.0. (GraphPad Software Inc., Сан-Диего). Статистическую значимость различий в активности ДАО в гомогенатах тканей рассчитывали с использованием дисперсионного анализа с повторными измерениями с поправкой Гейссера-Гринхауза. Площадь под кривыми (AUC) отдельных измерений центральной температуры тела и клинических показателей во время эксперимента сравнивали с использованием двусторонних непарных t-тестов без поправки Уэлча. Концентрации гистамина в плазме между группами сравнивали с помощью двустороннего ANOVA. Для сравнения концентраций гистамина в плазме после подкожного заражения между мышами с разными генотипами, с острым повреждением почек и без него и получавшими либо DAO, либо буфер, данные были сгруппированы в интервалы для учета отсутствующих значений в отдельных подгруппах (генотипы: 5, 1{{ 14}}, 20, 30, 40, 45, 60 мин; острая почечная недостаточность: 0, 10–15, 20–30, 40–45 и 60 мин; DAO: 0, 10, 30 и 45 мин). Двусторонний непарный t-критерий использовали для проверки различий в концентрации креатинина в плазме у мышей, получавших и не получавших 100 мг/кг фолиевой кислоты. Статистическую значимость определяли как p<0.05 in all tests.

Экстракт цистанхе

Заключение

Мыши DAO KO были по существу неотличимы от мышей WT при экзогенном пероральном и подкожном провокации гистамином. Участие HNMT в инактивации гистамина, ведущей к снижению топологии симптомов, в лучшем случае умеренное, но результаты фармакологического ингибирования можно считать предварительными. Данные по ингибированию ГНМТ метопреном показали тенденцию к участию эндогенной ДАО в инактивации гистамина. Почки участвуют в быстром извлечении гистамина из кровотока, но мыши с нокаутом 509 диаминоксидазы в семь раз не проявляют гиперчувствительности к пероральному или подкожному введению… 1 3 концентрации гистамина не приводили к преувеличенному фенотипу, измеренному с использованием центральной температуры. потеря как фенотипический показатель. Использование рекомбинантной ДАО человека или мыши может подтвердить или помочь исключить участие гистамина в различных животных моделях с подозрением на дегрануляцию тучных клеток, сопровождающуюся быстрым и массивным высвобождением гистамина, или с усиленной индукцией фермента гистидиндекарбоксилазы с последующим высвобождением свежесинтезированного гистамина в течение нескольких часов. Разведение настоящих мышей с двойным нокаутом с неактивными копиями гена DAO и HNMT, если оно окажется жизнеспособным, возможно, стоит изучить. Одиночные нокаутированные мыши DAO или HNMT не демонстрируют явных фенотипов. [неопубликованные данные, 31]. Точно так же тестирование участия двух основных переносчиков гистамина, OCT2 и OCT3, в гистамин-индуцированных фенотипических изменениях может позволить нам лучше понять механизмы, лежащие в основе развития гистамин-опосредованных симптомов у грызунов и животных. следовательно, потенциально также у людей. Несмотря на значительные исследовательские усилия в течение более 100 лет с момента его открытия, нам еще предстоит пройти определенный путь, прежде чем мы получим истинное понимание катаболизма гистамина.

Рекомендации

1. Бем Т., Ристл Р., Джозеф С. и др. Нарушения метаболизма и липидома во время тяжелой активации тучных клеток у пациента с индолентным системным мастоцитозом. J Аллергия Клин Иммунол. 2021 г. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2021.03.043. 2. Паккард К.А., Хан М.М. Эффекты гистамина на Th1/Th

2 Цитокиновый баланс. Int Immunopharmacol. 2003; 3: 909–20. https://doi.org/10.1016/S1567-5769(02)00235-7.

3. Хестерберг Р., Саттлер Дж., Лоренц В. и др. Содержание гистамина, активность диаминоксидазы и активность гистаминметилтрансферазы в тканях человека: правда или вымысел? Действия агентов. 1984; 14:325–34. https://doi.org/10.1007/BF01973821.

4. Дайер Дж., Уоррен К., Мерлин С. и др. Измерение гистамина в плазме: описание усовершенствованного метода и нормальные значения. J Аллергия Клин Иммунол. 1982; 70: 82–7. https://doi.org/10.1016/ 0091-6749(82)90233-0.

5. Поллок И., Мердок Р.Д., Лессоф М.Х. Плазменный гистамин и клиническая толерантность к вливаемому гистамину у нормальных, атопических и страдающих крапивницей субъектов. Действия агентов. 1991; 32: 359–65. https://doi.org/10. 1007/BF01980899.

6. Лю Дж., Ван Л., Ху В. и др. Разработка метода УВЭЖХ-МС/МС для определения гистамина в плазме у различных видов млекопитающих. Ж Хроматогр Б. 2014;971:35–42. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2014.08.043.

7. Сюй И, Канг Т, Доу Д и др. Оценка и оптимизация модели животных для анафилактоидной реакции, индуцированной инъекциями. Азиатская Пак J Аллергия Иммунол. 2015;33:330–8. https://doi.org/10.12932/AP0619.33.4.2015.

8. Майнц Л., Новак Н. Гистамин и непереносимость гистамина. Am J Clin Nutr. 2007; 85: 1185–96. https://doi.org/10.1093/ajcn/85.5. 1185.

9. Гинзбург Р., Бристоу М.Р., Кантровиц Н. и соавт. Провоцирование гистамином клинического спазма коронарных артерий: значение патогенеза вариантной стенокардии. Am Heart J. 1981; 102: 819–22. https://doi.org/10.1016/0002-8703(81) 90030-2.

10. О'Махони Л., Акдис М., Акдис К.А. Регуляция иммунного ответа и воспаления с помощью гистамина и гистаминовых рецепторов. J Аллергия Клин Иммунол. 2011; 128:1153–62. https://дои. org/10.1016/j.jaci.2011.06.051.

11. Турмонд Р.Л., Гельфанд Э.В., Данфорд П.Дж. Роль рецепторов гистамина H1 и H4 в аллергическом воспалении: поиск новых антигистаминных средств. Nat Rev Drug Discov. 2008; 7:41–53. https://doi.org/10.1038/nrd2465.

12. Pericin C, Thomann P. Сравнение острой токсичности клиохинола, гистамина и хлороформа у разных линий мышей. В: Chambers PL, Günzel P, редакторы. Механизм токсического действия на некоторые органы-мишени. Берлин: Спрингер; 1979. с. 371–3.

13. Ламанна С., Росс Х.Э. Зависимость летальной токсической дозы от массы тела мыши. Toxicol Appl Pharmacol. 1968; 13: 307–15. https://doi.org/10.1016/0041-008X(68)90104-X.

14. Ван дер Линден П., Хак С., Поортман Дж. и др. Проба с укусом насекомого у 138 пациентов: связь между клинической тяжестью анафилаксии и активацией тучных клеток. J Аллергия Клин Иммунол. 1992; 90:110–8. https://doi.org/10.1016/S0091-6749(06) 80017-5.

15. Уильямс В.Р., Шейл Д.Дж. In vitro вытеснение вазоактивных медиаторов из белков плазмы: возможный механизм псевдоаллергических реакций на миорелаксанты. Бр Джей Анест. 1992; 69: 508–10. https://doi.org/10.1093/bja/69.5.508.

16. Сасаки Ю., Ивама Р., Сато Т. и др. Оценка скорости клубочковой фильтрации у мышей в сознании с использованием упрощенного уравнения. Physiol Rep. 2014;2:e12135. https://doi.org/10.14814/phy2.12135.

17. Хеландер К.Г., Линделл С.Е., Вестлинг Х. Почечное удаление C14-меченого гистамина из крови у человека. Scand J Clin Lab Investig. 1965 г. https://doi.org/10.1080/00365516509083360.

18. Сяастад О, Сяастад О.В. Катаболизм перорально введенного 14С-гистамина у человека. Акта Фармакол Токсикол. 1974; 34: 33–45. https://doi.org/10.1111/j.1600-0773.1974.tb02011.x.

19. Шайер Р.В. Метаболизм гистамина у различных видов. Бр Дж Фарм Химот. 1956; 11: 472–3. https://doi.org/10.1111/j. 1476-5381.1956.tb00020.x.

20. Снайдер С.Х., Акселорд Дж., Бауэр Х. Судьба C14-гистамина в тканях животных. J Pharmacol Exp Ther. 1964; 144: 373–39.

21. Роуз Б., Браун JSL. Распределение и скорость исчезновения внутривенно введенного гистамина у крыс. Am J Physiol. 1938; 124: 412–20. https://doi.org/10.1152/ajplegacy.1938.124.2. 412.

22. Koepsell H, Lips K, Volk C. Полиспецифические переносчики органических катионов: структура, функция, физиологическая роль и биофармацевтические последствия. Фарм Рез. 2007; 24:1227–51. https://doi.org/10.1007/s11095-007-9254-z.

23. Lantoine F, Iouzalen L, Devynck MA, et al. Производство оксида азота в эндотелиальных клетках человека, стимулируемое гистамином, требует притока Ca2+. Биохим. 1998; 330: 695–9. https://doi.org/10.1042/bj3300695.

24. Микелис С.М., Симаан М., Андо К. и соавт. RhoA и ROCK опосредуют индуцированную гистамином утечку крови из сосудов и анафилактический шок. Нац коммун. 2015;6:6725. https://doi.org/10.1038/ncomms7725.

25. Ашина К., Цубосака Ю., Накамура Т. и др. Гистамин вызывает гиперпроницаемость сосудов за счет усиления кровотока и разрушения эндотелиального барьера in vivo. ПЛОС ОДИН. 2015;10:e0132367. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0132367.

26. Schömig E, Lazar A, Gründemann D. Экстранейрональный переносчик моноаминов и переносчики органических катионов 1 и 2: обзор эффективности транспорта. В: Sitte HH, Freissmuth M, редакторы. Транспортеры нейромедиаторов. Берлин: Спрингер; 2006. с. 151–80.

27. Ohtsu H. Прогресс в исследованиях сигналов аллергии на тучные клетки: роль гистамина в иммунологических и сердечно-сосудистых заболеваниях и транспортная система гистамина в клетке. J Pharmacol Sci. 2008; 106: 347–53. https://doi.org/10.1254/jphs.FM0070294.

28. Карьяла С.А., Тернквест Б., Шайер Р.В. Мочевые метаболиты радиоактивного гистамина. Дж. Биол. Хим. 1956; 219: 9–12. https://дои. org/10.1016/S0021-9258(18)65762-X.

29. Шайер Р.В. Катаболизм физиологических количеств гистамина in vivo. Physiol Rev. 1959; 39: 116–26. https://doi.org/10.1152/physrev.1959.39.1.116.

30. Рейли М.А., Шайер Р.В. Исследования in vivo катаболизма гистамина и его ингибирования. Бр Дж. Фармакол. 1970; 38: 478–89. https://дои. org/10.1111/j.1476-5381.1970.tb10590.x.

31. Наганума Ф., Накамура Т., Йошикава Т. и др. Гистамин-N-метилтрансфераза регулирует агрессию и цикл сна-бодрствования. Научный доклад 2017; 7:15899. https://doi.org/10.1038/s41598-017-16019-8.

32. McGrath AP, Hilmer KM, Collyer CA, et al. Структура и ингибирование диаминоксидазы человека. Биохимия. 2009;48:9810–22. https://doi.org/10.1021/bi9014192.

33. Швельбергер Х.Г. Анализ тканевой и субклеточной локализации диаминоксидазы млекопитающих с помощью конфокальной лазерной сканирующей флуоресцентной микроскопии. Инфамм Рез. 1998;47:60–1. https://doi.org/10.1007/s000110050273.

34. Нишибори М., Тахара А., Савада К. и др. Нейрональная и сосудистая локализация гистамин-N-метилтрансферазы в центральной нервной системе крупного рогатого скота. Евр Джей Нейроски. 2000;12:415–24. https://doi.org/10.1046/j.1460-9568.2000.00914.x.

35. Шяастад О.В. Потенцирование аминогуанидином чувствительности овец к пероральному введению гистамина. Влияние аминогуанидина на экскрецию эндогенного гистамина с мочой. Опыт физиол. 1967; 52: 319–30. https://doi.org/10.1113/expphysiol.1967.sp001 918.

36. Саттлер Дж., Хефнер Д., Клоттер Х.Дж. и соавт. Пищевые гистамины как эпидемиологическая проблема: повышение уровня гистамина в плазме и гемодинамические изменения после перорального введения гистамина и блокады диаминоксидазы (ДАО). Действия агентов. 1988; 23: 361–5. https://doi.org/10.1007/BF02142588.

37. Боуман М.А., Симелл О.Г., Пек А.Б. и соавт. Фармакокинетика введения аминогуанидина и влияние на частоту диабета у мышей с диабетом без ожирения. J Pharmacol Exp Ther. 1996; 279:790–4.

38. Матейович М., Крузецкий А., Мартинкова В. и соавт. Селективное индуцируемое ингибирование синтазы оксида азота при длительной гипердинамической бактериемии свиней. Шок. 2004; 21: 458–65. https://дои. орг/10.1097/00024382-200405000-00010.

39. Олдертон В.К., Купер К.Е., Ноулз Р.Г. Синтазы оксида азота: структура, функции и ингибирование. Биохим Дж. 2001;357:593–615. https://doi.org/10.1042/bj3570593.

40. Альтура Б.М., Халеви С. Благотворное и вредное действие антагонистов гистаминовых H1- и H2-рецепторов при циркуляторном шоке. ПНАС. 1978; 75: 2941–4. https://doi.org/10.1073/pnas.75.6.2941.

41. Томас Л.Л., Бохнер Б.С., Лихтенштейн Л.М. Ингибирование гистаминазной активности полиморфноядерных лейкоцитов человека антагонистами H-2. Биохим Фармакол. 1978; 27: 2562–5. https://doi.org/10.1016/0006-2952(78)90327-1.

42. Терманн М., Лоренц В., Шмаль А. и соавт. Влияние антагонистов H1-и H2-рецепторов на систему кровообращения и концентрацию эндогенного гистамина в плазме у собак. Действия агентов. 1977; 7: 97–101. https://doi.org/10.1007/BF01964888.

43. Элмор Б.О., Боллинджер Дж.А., Дули Д.М. Диаминоксидаза почек человека: гетерологичная экспрессия, очистка и характеристика. J Biol Inorg Chem. 2002; 7: 565–79. https://doi.org/10. 1007/с00775-001-0331-1.

44. Дач Д.С., Бауэрс С.В., Николь СА. Повышение уровня гистамина в головном мозге с помощью диаминопиримидиновых ингибиторов гистамин-N-метилтрансферазы. Биохим Фармакол. 1978; 27: 1507–1509. https://дои. org/10.1016/0006-2952(78)90109-0.

45. Horton JR, Sawada K, Nishibori M, et al. Структурные основы ингибирования гистамин-N-метилтрансферазы различными препаратами. Дж Мол Биол. 2005; 353:334–44. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2005. 08.040.

46. ​​Horton JR, Sawada K, Nishibori M, et al. Две полиморфные формы гистаминметилтрансферазы человека: структурное, термическое и кинетическое сравнение. Состав. 2001; 9: 837–49. https://doi.org/10.1016/S0969-2126(01)00643-8.

47. Duch DS, Bacchi CJ, Edelstein MP, et al. Ингибиторы метаболизма гистамина in vitro и in vivo: корреляции с антитрипаносомной активностью. Биохим Фармакол. 1984; 33: 1547–53. https://doi.org/10.1016/0006-2952(84)90426-X.

48. Хох В., Десаи А., Бандара Г. и др. Эстроген увеличивает тяжесть анафилаксии у самок мышей за счет усиления экспрессии эндотелиальной синтазы оксида азота и продукции оксида азота. J Аллергия Клин Иммунол. 2015;135:729-736.e5. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2014.11.003.

49. Пакман Э.В., Росси Г.В., Харриссон Дж.В.Е. Влияние гистамина и антигистаминных препаратов на температуру тела. Дж Фарм Фармакол. 1953; 5: 301–10. https://doi.org/10.1111/j.2042-7158.1953.tb139 90.x.

50. Моррис С.К., Перкинс С., Поттер С. и соавт. Оптимизация лекарственного ингибирования IgE-опосредованной анафилаксии у мышей. J Аллергия Клин Иммунол. 2021; 149: 671–84. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2021.06.022.

51. Li XM, Serebrisky D, Lee SY, et al. Мышиная модель анафилаксии на арахис: ответы Т- и В-клеток на основной аллерген арахиса имитируют реакции человека. J Аллергия Клин Иммунол. 2000; 106:150–8. https://doi.org/10.1067/mai.2000.107395.

52. Хасегава А., Ватанабэ М., Осада Х. и др. Влияние глюкокортикоидов на зависящие от времени суток вариации системной анафилаксии, опосредованной IgE-, гистамином и фактором активации тромбоцитов, у различных линий мышей. Biochem Biophys Res Commun. 2018; 495:2184–8. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2017.12.099.

53. Фишел К.В., Сентивани А., Талмейдж Д.В. Сенсибилизация и десенсибилизация мышей к гистамину и серотонину нейрогуморами. Дж Иммунол. 1962; 89: 8–18.

54. Сталлонс Л.Дж., Уитакер Р.М., Шнельманн Р.Г. Подавление митохондриального биогенеза при остром повреждении почек и раннем фиброзе, вызванном фолиевой кислотой. Токсикол Летт. 2014; 224:326–32. https://дои. org/10.1016/j.toxlet.2013.11.014.

55. Gludovacz E, Schuetzenberger K, Resch M, et al. Мутации гепарин-связывающего мотива диаминоксидазы человека позволяют разработать первый в своем классе биофармацевтический препарат, расщепляющий гистамин. Элиф. 2021;10:e68542. https://doi.org/10.7554/eLife. 68542.

56. Эйсса Н., Кермаррек Л., Хуссейн Х. и др. Пригодность эталонных генов для нормализации матричной РНК при колите, вызванном 2,4-динитробензолсульфоновой кислотой (DNBS) у мышей, с использованием количественной ПЦР в реальном времени. Научный доклад 2017; 7: 42427. https://doi.org/10. 1038/srep42427.

57. Gludovacz E, Maresch D, Bonta M, et al. Характеристика рекомбинантной диаминоксидазы человека (rhDAO), продуцируемой в клетках яичника китайского хомячка (CHO). Дж Биотехнолог. 2016; 227:120–30. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2016.04.002.

58. Бем Т., Карер М., Глудовач Э. и соавт. Простая, чувствительная и специфичная количественная оценка активности диаминоксидазы в сложных матрицах с использованием недавно открытых флуорофоров, полученных из природных субстратов. Инфамм Рез. 2020; 69: 937–50. https://doi.org/10. 1007/с00011-020-01359-5.

59. Мацумура Ю., Тан Э.М., Воан Дж.Х. Гиперчувствительность к гистамину и системная анафилаксия у мышей с фармакологической блокадой бета-адренорецепторов: защита нуклеотидами. J Аллергия Клин Иммунол. 1976; 58: 387–94. https://doi.org/10.1016/0091- 6749(76)90119-6.

60. Хантер А.Дж., Мюррей Т.К., Джонс Дж.А. и др. Холинергическая фармакология тетрагидроаминоакридина in vivo и in vitro. Бр Дж. Фармакол. 1989; 98:79–86. https://doi.org/10.1111/j.1476-5381. 1989.tb16865.x.

61. Rabe M, Schaefer F. Нетрансгенные мышиные модели заболевания почек. Нефрон. 2016; 133:53–61. https://doi.org/10.1159/00044 5171.

62. Миямото Ю., Накано С., Канеко М. и др. Клиническая оценка нового синтетического ингибитора протеазы в хирургии на открытом сердце. Влияние на высвобождение серотонина и гистамина в плазме и консервацию крови. АСАИО. 1992;38:М395-8. https://doi.org/10.1097/00002480- 199207000-00063.

63. Расовая онкология — прецизионная онкология. https://www.raceoncology. ком/. По состоянию на 23 ноября 2021 г.

64. Myers JW, Von Hof DD, Kuhn JG, et al. Анафилактоидные реакции, связанные с инфузиями бисантрена. Исследовательские новые наркотики. 1983; 1: 85–8. https://doi.org/10.1007/BF00180195.

65. Рейли М.А., Шайер Р.В. Дальнейшие исследования катаболизма гистамина in vivo. Бр Дж. Фармакол. 1971; 43: 349–58.

66. Малински Т., Таха З., Грюнфельд С. и соавт. Диффузия оксида азота в стенке аорты контролируется in situ с помощью порфириновых микросенсоров. Biochem Biophys Res Commun. 1993; 193:1076–82. https://дои. org/10.1006/bbrc.1993.1735.

67. Гинзбург М., Вайда И., Вельш Х. Трансглутаминаза и включение гистамина in vivo. Биохим Фармакол. 1963; 12: 251–64. https://doi.org/10.1016/0006-2952(63)90148-5.

68. Vowinckel J, Stahlberg S, Paulmann N, et al. Гистаминилирование остатков глутамина является новой посттрансляционной модификацией, участвующей в передаче сигналов G-белка. ФЭБС лат. 2012; 586:3819–24. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2012.09.027.

69. МакНалли В., Рот М., Янг Р. и др. Количественное ауторадиографическое определение распределения такрина в тканях крыс после внутривенного или перорального введения. Фарм Рез. 1989; 6:924–32. https://doi.org/10.1023/A:1015933210803.

70. Камминг П., Райнер П.Б., Винсент С.Р. Ингибирование гистамин-N-метилтрансферазы головного мозга крыс 9-амино-1,2,3,4-тетрагидроакридином (THA). Биохим Фармакол. 1990;40:1345–50. https://doi.org/10. 1016/0006-2952(90)90402-7.

71. Каваллито Дж. К., Николь К. А., Бренкман В. Д. и соавт. Жирорастворимые ингибиторы дигидрофолатредуктазы. I. Кинетика, распределение в тканях и степень метаболизма пириметамина, метопрена и эторфина у крыс, собак и человека. Препарат Метаб Распоряжение. 1978; 6: 329–37.

72. Нишибори М., Оиси Р., Ито Ю. и др. 9-Амино-1, 2, 3, 4-тетрагидроакридин является мощным ингибитором гистамин-N-метилтрансферазы. Jpn J Pharmacol. 1991; 55: 539–46. https://doi.org/10.1254/jjp.55. 539.

73. Хаф Л.Б., Хандельвал Дж.К., Грин Дж.П. Ингибирование метаболизма гистамина в головном мозге метопреном. Биохим Фармакол. 1986;35:307–10. https://doi.org/10.1016/0006-2952(86)90530-7.

74. Канеко Х., Коши С., Хираока Т. и др. Ингибирование постишемического реперфузионного повреждения почки диаминоксидазой. Биохим Биофиз Акта. 1998;1407:193–9. https://doi.org/10.1016/S0925- 4439(98)00039-8.

75. Коши С., Иноуэ М., Обаяши Х. и др. Ингибирование постишемического реперфузионного повреждения тонкой кишки диаминоксидазой. Биохим Биофиз Акта. 1991; 1075: 231–6. https://doi.org/10.1016/ 0304-4165(91)90271-H.

Маттиас Карер1 · Марлен Рагер-Реш1 · Тереза ​​Хайдер2 · Карин Петроци1 · Элизабет Глудовач3 · Николь Борт3 · Бернд Джилма1 · Томас Бём1

1 Кафедра клинической фармакологии Венского медицинского университета, Waehringer Guertel 18-20, 1090 Вена, Австрия

2 Кафедра нейрофизиологии, Центр исследований мозга, Медицинский университет Вены, Вена, Австрия

3 Факультет биотехнологии, Университет природных ресурсов и наук о жизни, Вена, Австрия