Оценка повреждений ДНК в клетках сперматогенного эпителия мышей DBA/2 и C57Bl/6 в условиях изолированного воздействия доксорубицина in vivo и после прекондиционирования β‑нафтофлавоном по данным иммунофлуоресцентного анализа γН2АХ

Введение. Доксорубицин (Докс) – антрациклиновый антибиотик, цитотоксическое действие которого обусловлено интеркалирующим и алкилирующим эффектами при взаимодействии с ДНК. Последствиями повреждения ДНК являются двунитевые разрывы. β-нафтофлавон (βNF) – синтетический флавоноид, агонист арилгидрокарбонового рецептора (AhR), способствующий трансактивации цитохромов CYP1A, в том числе CYP1A1 – цитохрома, участвующего в метаболизме полиароматических углеводородов (ПАУ). Активность CYP1A1 определяет скорость образования реакционноспособных метаболитов ПАУ и степень повреждения ДНК в клетках. Считается, что метаболизм Докс происходит с участием многих ферментов, в том числе CYP3A4 и CYP2D6. Инбредные мыши C57Bl/6 и DBA/2 характеризуются особенностями AhR, которые определяют различия ответа животных разных линий на токсическое воздействие ПАУ.

Цель исследования – оценка степени повреждений ДНК в клетках сперматогенного эпителия, по данным иммунофлуоресцентного анализа фосфорилированного гистона γН2АХ, у самцов мышей двух инбредных линий, различающихся индуцибельностью AhR, при воздействии агониста AhR (βNF) и Докс.

Материал и методы. На самцах мышей линий DBA/2 и C57Bl/6 выполнена оценка токсического воздействия Докс на сперматогенный эпителий после однократного внутрибрюшинного введения (в/б) в дозе 10 мг/кг. Половина экспериментальных животных каждой линии получала βNF (50 мг/кг, в/б) в течение 4 дней, предшествующих введению Докс. Оценка повреждений ДНК в клетках семенника дана по результатам иммунофлуоресцентного анализа на биомаркер γН2АХ.

Результаты. По результатам качественной и количественной оценки повреждений ДНК в клетках сперматогенного эпителия, по данным иммунофлуоресцентного анализа биомаркера γН2АХ, показаны различия в ответе мышей двух использованных линий на воздействие Докс. Прекондиционирование животных с использованием βNF способствует статистически значимому росту доли клеток с двойными разрывами ДНК в семенниках самцов линии C57Bl/6, и не оказывает влияния на увеличение доли таких клеток у самцов DBA/2.

Ограничения исследования. Исследование выполнено с применением иммунофлуоресцентного анализа для целей качественной и количественной оценки повреждений ДНК в клетках сперматогенного эпителия после воздействия токсических агентов на подопытных мышей in vivo и не позволяет учесть все возможные эффекты исследуемых веществ на процессы, протекающие в семенниках мыши.

Заключение. Результаты выполненного исследования позволяют говорить о наличии связи между прекондиционированием животных путём введения βNF и ростом доли клеток с повреждениями ДНК в семенниках мышей C57Bl/6. Для линии DBA/2 подобной взаимосвязи не выявлено. Учитывая множественные механизмы действия βNF на активность ферментов метаболизма ксенобиотиков, выявленные отличия в ответах мышей двух линий на токсическое воздействие Докс после прекондиционирования βNF могут объясняться не только пониженной индуцибельностью AhR, характерной для линии DBA/2, но и неочевидными эффектами, связанными с воздействием βNF на другие белковые мишени у генетически отличающихся животных.

Соблюдение этических стандартов. Получено положительное заключение комиссии по биомедицинской этике ФГУП НИИ ГПЭЧ ФМБА России (Протокол № 2 от 16 декабря 2022 г.).

Участие авторов:
Голубенцева Ю.В. – сбор материала, статистический анализ, написание текста;
Попов В.Б. – концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;
Бельтюков П.П. – анализ и интерпретация данных, редактирование текста.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поступила в редакцию: 21 августа 2025 / Поступила после исправления: 16 сентября 2025 / Принята в печать: 02 октября 2025 / Опубликована: 19 ноября 2025

1. Meistrich M.L. Effects of chemotherapy and radiotherapy on spermatogenesis in humans. Fertil Steril. 2013; 100 (5): 1180–6. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.08.010

2. Shamberger R.C., Sherins R.J., Rosenberg S.A. The effects of postoperative adjuvant chemotherapy and radiotherapy on testicular function in men undergoing treatment for soft tissue sarcoma. Cancer. 1981; 47(10): 2368–74. https://vk.cc/cQwsDD

3. Yang F., Kemp C.J., Henikoff S. Anthracyclines induce double-strand DNA breaks at active gene promoters. Mutat Res. 2015; 773: 9–15. https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2015.01.007

4. Рамзанов Б.Р., Хуснутдинов Р.Р., Галембикова А.Р., Дунаев П.Д., Бойчук С.В. Роль белка Р53 в АТМ и ПАРП-зависимых путях репарации повреждений ДНК, вызванных ингибитором топоизомеразы II типа. Казанский медицинский журнал. 2016; 97(2): 245–9.

5. Sjöblom T., West A., Lähdetie J. Apoptotic response of spermatogenic cells to the germ cell mutagens etoposide, adriamycin and diepoxylbutane. Environ Mol Mutagen. 1998; 31: 133–48. https://vk.cc/cQwsRR

6. Sah S.K., Khatiwada S., Chaudhary D., Jha Ch.B., Bhattacharya S. Doxorubicin Induced Histomorphometric Changes in Testes of Albino Rats. Nepal Journal of Biotechnology. 2015; 3 (1): 10–4. https://doi.org/10.3126/njb.v3i1.14223

7. Vendramini V., Robaire B., Miraglia S.M. Amifostine-doxorubicin association causes long-term prepubertal spermatogonia DNA damage and early developmental arrest. Hum Reprod. 2012; 27: 2457–66. https://doi.org/10.1093/humrep/des159

8. Cabral R.E.L., Okada F.K., Stumpp T., Vendramini V., Miraglia S.M. Carnitine partially protects the rat testis against the late damage produced by doxorubicin administered during pre-puberty. Andrology. 2014; 2: 931–42. https://doi.org/10.1111/andr.279

9. Hoang D.H., Song M., Kovale L.M., Tran Q.H., Choe W., Kang I., Kim S.S, Ha J. Beta-naphthoflavone and doxorubicin synergistically enhance apoptosis in human lung cancer cells by inducing doxorubicin accumulation, mitochondrial ROS generation, and JNK pathway signaling. Biochem Biophys Res Commun. 2022; 635: 37–45. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2022.10.015

10. Silva R.C., Britto D.M.C, Wagner de F.P., Brito-Melo G.E.A., Machado Cr.T., Pedreira M.M. Effect of short- and medium-term toxicity of doxorubicin on spermatogenesis in adult Wistar rats. Reproductive Biology. 2018; 18(2): 169–76. https://doi.org/10.1016/j.repbio.2018.03.002

11. Habas K., Anderson D., Brinkworth M.H. Germ cell responses to doxorubicin exposure in vitro. Toxicology Letters. 2017; 265: 70–6. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2016.11.016

12. Brilhante O., Okada F.K., Sasso-Cerri Es., Stumpp T., Miraglia S.M. Late morphofunctional alterations of the Sertoli cell caused by doxorubicin administered to prepubertal rats. Reproductive Biology and Endocrinology. 2012; 10: 1–16. https://doi.org/10.1186/1477-7827-10-79

13. Hoeijmakers J.H.J. DNA repair mechanisms. Maturitas. 2001; 38: 17–23. https://doi.org/10.1016/s0378-5122(00)00188-2

14. Литвинов С.В. Основные пути репарации двойных разрывов геномной ДНК и взаимодействие между ними. Цитология и генетика. 2014; 48(3): 64–77.

15. Bächler S. Detection of γH2AX foci in animal tissue. Report. 2012; 1–22.

16. Hamer G., Roepers-Gajadien H.L., van Duyn-Goedhart A., Gademan I.S., Kal H.B., van Buul P.P.W. et al. DNA Double-Strand Breaks and γH2AX signaling in the Testis. Biology of reproduction. 2003, 68: 628–34. https://doi.org/10.1095/biolreprod.102.008672

17. Kumar L.G., Rudbeck L. Руководство. Иммуногистохимические методы. Москва; 2011.

18. Попов В.Б., Протасова Г.А. Экспериментальная эмбриотоксикология химических веществ in vitro. В кн.: Рембовский В.Р., Могиленкова Л.А., ред. Токсикология, гигиена, профпатология при работе с опасными химическими веществами: информационный сборник № 3. И: Санкт-Петербург: [б. и.] 2009.

19. Сайтгалина М.А., Попов В.Б. Синтез монооксигеназы CYP1A1 в семенниках и яичниках инбредных линий мышей при токсическом воздействии. В кн: Рембовский В.Р., ред. Сборник материалов совместного заседания Санкт-Петербургского отделения Всероссийской общественной организации токсикологов и объединенного Ученого совета ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России и ФГБУН ИТ ФМБА России, посвященного 100-летию со дня рождения профессора С.Д. Заугольникова. Актуальные проблемы токсикологии, гигиены, экологии. СПб: Изд-во Политехнического университета; 2017.

20. Volkova M., Palmeri M., Russell K.S., Russell R.R. Activation of the aryl hydrocarbon receptor by doxorubicin mediates cytoprotective effects in the heart. Cardiovascular Research. 2011; 90: 305–14. https://doi.org/10.1093/cvr/cvr007

21. Hsieh T.H., Hsu C.Y., Yang P.J., Chiu C.C., Liang S.S., Ou-Yang F., et al. DEHP mediates drug resistance by directly targeting AhR in human breast cancer. Biomed. Pharmacother. 2022; 145: 112400. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.112400