Физическая травма изменяет спектр летучих органических соединений мочи мышей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Летучий метаболом, отражающий связанные с болезнью специфические и неспецифические метаболические изменения, формирует “обонятельный образ” болезни. Исследованы изменения летучего метаболома мочи мышей в результате легкой физической травмы – подкожной инъекции. Показано, что животные-детекторы, собаки и мыши, различают летучие метаболиты мочи модельных мышей, подвергшихся физической травме (введение физраствора), как от интактных мышей (контроль), так и от мышей, которым вводили здоровую и пораженную опухолью ткань печени. Две последовательные травмы увеличивали сходство запахов между здоровыми и пораженными опухолью мышами. Было сделано заключение, что физическая травма вносит значительный вклад в “обонятельный образ” болезни.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. И. Родионова

ФГБУ Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.rodionova@gmail.com
Россия, Москва

О. В. Морозова

ФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина” Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: a.rodionova@gmail.com
Россия, Москва

М. Ю. Кочевалина

ФГБУ Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН

Email: a.rodionova@gmail.com
Россия, Москва

Г. А. Когунь

ДУАБ ОАО “Аэрофлот – Российские авиалинии”

Email: a.rodionova@gmail.com

Кинологический отдел

Россия, Москва

Список литературы

  1. Родионова Е. И., Кочевалина М. Ю., Котенкова Е. В., Морозова О. В., Когунь Г. А., Батаева Е. Л., Амбарян А. В. Распознавание животными-макросматиками летучих органических веществ, связанных с развитием гепатокарциномы: подходы к поиску маркеров онкологических заболеваний // Изв. РАН. Сер. биол. 2015. № 3. С. 293–301.
  2. Кочевалина М. Ю., Трунов В. Г. Принципы организации базы данных для поведенческих экспериментов с животными-макросматиками // Успехи современной науки. 2016. Т. 3. № 4. С. 130–133.
  3. Кочевалина М. Ю., Трунов В. Г., Морозова О. В., Когунь Г. А., Родионова Е. И. Изменение запаха мочи мышей в динамике формирования перевитой опухоли гепатокарциномы Н33 // Изв. РАН. Сер. биол. 2020. № 5. С. 517–525.
  4. Alves G. J., Vismari L., Lazzarini R., Merusse J. L., Palermo-Neto J. Odor cues from tumor-bearing mice induces neuroimmune changes // Behav. Brain Res. 2010. V. 214. P. 357–367. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2010.06.003
  5. Arakawa H., Arakawa K., Deak T. Sickness-related odor communication signals as determinants of social behavior in rat: a role for inflammatory processes // Horm. Behav. 2010. V. 57. № 3. P. 330‒341. https://doi.org/10.1016/j.yhbeh.2010.01.002
  6. Arbuckle E. P., Smith G. D., Gomez M. C., Lugo J. N. Testing for odor discrimination and habituation in mice // JoVE. 2015. V. 99. P. e52615. doi: 10.3791/52615
  7. Bijland L. R., Bomers M. K., Smulders Y. M. Smelling the diagnosis: A review on the use of scent in diagnosing disease // Neth. J. Med. 2013. V. 71. P. 300–307.
  8. Concha A. Detection of Human Diseases for Medical Diagnostics // Olfactory Research in Dogs / Ed. Lazarowski L. Cham: Springer International Publishing. 2023. P. 291–331. https://doi.org/10.1007/978-3-031-39370-9_12
  9. Fitzgerald S., Holland L., Ahmed W., Piechulla B., Fowler S. J., Morrin A. Volatilomes of human infection // Anal. Bioanal. Chem.2024. V. 416. P. 37–53. https://doi.org/10.1007/s00216-023-04986-z
  10. Gervasi S. S., Opiekun M., Martin T., Beauchamp G. K., Kimball B. A. Sharing an environment with sick conspecifics alters odors of healthy animals // Sci. Rep. 2018. V. 8. P. 14255. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32619-4
  11. Gordon A. R., Kimball B. A., Sorjonen K., Karshikoff B., Axelsson J., Lekander M., Lundström J. N., Olsson M. J. Detection of inflammation via volatile cues in human urine // Chem. Senses. 2018. V. 43. P. 711–719. https://doi.org/10.1093/chemse/bjy059
  12. Gouzerh F., Bessière J. M., Ujvari B., Thomas F., Dujon A. M., Dormont L. Odors and cancer: Current status and future directions // Biochim. Biophys. Acta (BBA). Reviews on Cancer. 2022. V. 1877. P. 188644. https://doi.org/10.1016/j.bbcan.2021.188644
  13. Jezierski T., Walczak M., Górecka A. Information-seeking behaviour of sniffer dogs during match-to-sample training in the scent lineup // Pol. Psychol. Bull. 2008. P ??? https://doi.org/10.2478/v10059-008-0010-y
  14. Juge A. E., Foster M. F., Daigle C. L. Canine olfaction as a disease detection technology: A systematic review // Appl. Anim. Behav. Sci. 2022. V. 253. P. 105664. https://doi.org/10.1016/j.applanim.2022.105664
  15. Kavaliers M., Colwell D. D. Exposure to the Scent of Male Mice Infected With the Protozoan Parasite, Eimeria vermiformis, Induces Opioid-and Nonopioid- Mediated Analgesia in Female Mice // Physiol. Behav. 1992. V. 52. P. 373–377. https://doi.org/10.1016/0031-9384(92)90286-B
  16. Kavaliers M., Colwell D. D. Odours of parasitized males induce aversive responses in female mice // Anim. Behav. 1995. V. 50. P. 1161–1169. https://doi.org/10.1016/0003-3472(95)80032-8
  17. Kimball B. A., Cohen A. S., Gordon A. R., Opiekun M., Martin T., Elkind J., Lundström J. N., Beauchamp G. K. Brain injury alters volatile metabolome // Chem. Senses. 2016a. V. 41. № 5. P. 407–414. https://doi.org/10.1093/chemse/bjw014
  18. Kimball B. A., Opiekun M., Yamazaki K., Beauchamp G. K. Immunization alters body odor // Physiol. Behav. 2014. V. 128. P. 80–85. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2014.01.022
  19. Kimball B. A., Wilson D. A., Wesson D. W. Alterations of the volatile metabolome in mouse models of Alzheimer’s disease // Sci. Rep. 2016b. V. 14. № 6, P. 19495. https://doi.org/10.1038/srep19495
  20. Kimball B. A., Yamazaki K., Kohler D, Bowen R. A., Muth J. P., Opiekun M., Beauchamp G. K. Avian influenza infection alters fecal odor in mallards // PLoS ONE. 2013. V. 8. № 10. P. e75411. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0075411
  21. Kiyokawa Y., Kikusui T., Takeuchi Y., Mori Y. Removal of the vomeronasal organ blocks the stress-induced hyperthermia response to alarm pheromone in male rats // Chem. Senses. 2007. V. 32. № 1. Р. 57–64. https://doi.org/10.1093/chemse/bjl036
  22. Kochevalina M. Y., Bukharina A. B., Trunov V. G., Pento A. V., Morozova O. V., Kogun G. A., Simanovsky Y. O., Nikiforov S. M., Rodionova E. I. Changes in the urine volatile metabolome throughout growth of transplanted hepatocarcinoma // Sci. Rep. 2022. V.12. P. 7774. https://doi.org/10.1038/s41598-022-11818-0
  23. Kwak J., Willse A., Matsumura K., Curran Opiekun M., Yi W., Preti G., Yamazaki K., Beauchamp G. K. Genetically-based olfactory signatures persist despite dietary variation // PLoS One. 2008. V. 3. P. e359.1 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0003591
  24. Kwak J., Willse A., Preti G., Yamazaki K., Beauchamp G. K. In search of the chemical basis for MHC odourtypes // Proc. Roy. Soc. London, Ser. B, Biol. Sci. 2010. V. 277. P. 2417–2425. https://doi.org/10.1098/rspb.2010.0162
  25. Lazarevich N. L., Cheremnova O. A., Varga E. V., Ovchinnikov D. A., Kudrjavtseva E. I., Morozova O. V., Fleishman D. I., Engelhardt N. V., Duncan S. A. Progression of HCC in mice is associated with a downregulation in the expression of hepatocyte nuclear factors // Hepatology. 2004.V. 39. P. 1038–1047. doi: 10.1002/hep.20155
  26. Lazarowski L., Davila A., Krichbaum S., Cox E., Smith J. G., Waggoner L. P., Katz J. S. Matching-to-sample abstract-concept learning by dogs (Canis familiaris) // J. Exp. Psychol. Anim. Learn. Cogn. 2021. V. 47. P. 393–400. https://doi.org/10.1037/xan0000281
  27. Marchal S., Bregeras O., Puaux D., Gervais R., Ferry B. Rigorous training of dogs leads to high accuracy in human scent matching-to-sample performance // PLoS One. 2016. V. 11. P. e0146963. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146963
  28. Olsson M. J., Lundström J. N., Kimball B. A., Gordon A. R., Karshikoff B., Hosseini N., Sorjonen K., Olgart Höglund C., Solares C., Soop A., Axelsson J. The scent of disease: human body odor contains an early chemosensory cue of sickness // Psychol. Sci. 2014. V. 25. P. 817–823. https://doi.org/10.1177/0956797613515681
  29. Penn D. J., Schneider G., White K., Slev P., Potts W. Influenza infection neutralizes the attractiveness of male odour to female mice (Mus musculus). Ethology. 1998. V. 104. P. 685–694. https://doi.org/10.1111/j.1439-0310.1998.tb00102.x
  30. Schellinck H. M., Rooney E., Brown R. E. Odors of individuality of germfree mice are not discriminated by rats in a habituation-dishabituation procedure // Physiol. Behav. 1995. V. 57. Р. 1005–1008. https://doi.org/10.1016/0031-9384(94)00353-7
  31. Sun X, Li L, He W, Wang DR, Huang ZL, Wang YQ. Adenosine A2A receptor neurons in the olfactory bulb mediate odor-guided behaviors in mice // Brain Research. 2021. V? P? Oct 1;1768:147590. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2021.147590
  32. Tarland E., Brosda J. Male rats treated with subchronic PCP show intact olfaction and enhanced interest for a social odour in the olfactory habituation/dishabituation test // Behav. Brain Res. 2018. V. 345. P. 13–20. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2018.02.023
  33. Yamazaki K., Boyse E. A., Bard J., Curran M., Kim D., Ross S. R., Beauchamp G. K. Presence of mouse mammary tumor virus specifically alters the body odor of mice // Proc. Natl. Acad. Sci. 2002. V. 99. P. 5612–5615. https://doi.org/10.1073/pnas.082093099
  34. Yang M., Crawley J. N. Simple behavioral assessment of mouse olfaction // Curr. Protoc. Neurosci. 2009. V. 48. P. 8–24. https://doi.org/10.1002/0471142301.ns0824s48

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема инъекций и формирования экспериментальных групп мышей-“пациентов”.

Скачать (241KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Время исследования мышами-сенсорами образцов мочи самца BDF, собранных до и после инъекции физиологического раствора. По оси ординат отложено время обнюхивания запахового образца в секундах. По оси абсцисс указана последовательность предъявления запаховых образцов: первый, второй и последний столбцы – время исследования запаховых образцов мочи интактного самца (intact), третий столбец – время исследование запахового образца мочи того же самца, но после введения физиологического раствора (saline). Нижняя и верхняя граница прямоугольника – 0.25- и 0.75-квантили. Жирная черта – медиана (0.5-квантиль). “Усы” диаграммы и крестики показывают минимальное, максимальное значение выборки и выбросы соответственно.

Скачать (99KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Исследование образцов мочи донора после инъекций физиологического раствора и ткани здоровой печени. По оси ординат отложено время обнюхивания запахового образца в секундах. По оси абсцисс указана последовательность предъявления запаховых образцов: 1–3 столбцы – образцы воды, столбцы 4–6 и 7–9 – два последовательно предъявляемых образца мочи самца BDF после введения ткани здоровой печени (верхний блок) и после инъекции физиологического раствора (нижний блок). Столбцы 10–12 – образцы мочи самца BDF после введения физиологического раствора (верхний блок) и ткани здоровой печени (нижний блок). Нижняя и верхняя граница прямоугольника – 0.25- и 0.75-квантиль. Поперечная черта – медиана (0,5-квантиль). “Усы” диаграммы и крестики показывают минимальное, максимальное значение выборки и выбросы значений соответственно.

Скачать (107KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние количества инъекций у самцов мышей на реакцию собак. По оси ординат отложено количество реакций собак на запаховые пробы мочи в % от общего количества проб данного типа, участвовавших в эксперименте. На оси абсцисс указано количество инъекций. Серые столбцы показывают количество реакций на пробы мочи больных животных, черные – на пробы мочи животных контрольной группы.

Скачать (131KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025