Оценка токсического действия Cd на первичные кератиноциты человека

Кадмий (Cd) - тяжелый переходный металл, который широко используется в промышленности. Это приводит к его выбросам в окружающую среду и наносит серьезный экологический ущерб. Кадмий не имеет биологических функций, но является высокотоксичным и оказывает негативное воздействие на здоровье человека. Традиционно наибольшее внимание уделяется пероральному и ингаляционному воздействию тяжелых металлов, однако недавние исследования показали, что риск дермального воздействия значителен на территориях различных индустриальных объектов. При контакте с кожей кадмий может приводить к разрушению эпидермального барьера, индуцировать апоптоз и генотоксический стресс. Небольшое число исследований, посвященных токсическому влиянию кадмия на кератиноциты, и в большинстве из них в качестве модельной клеточной линии использовались кератиноциты линии HaCaT. Кератиноциты линии HaCaT являются надежной альтернативой нормальным эпидермальным кератиноцитам человека (NHEK), однако клетки данной линии имеют ряд существенных отличий от первичных кератиноцитов, поэтому использование NHEK является предпочтительно. Цель данной работы заключалась в оценке цитотоксического эффекта кадмия в первичных кератиноцитах человека с использованием методов транскриптомного анализа. В данном исследовании была определена субтоксическая концентрация кадмия, после чего было впервые выполнено транскриптомное профилирование интактных и подвергнутых воздействию кадмия в выбранной концентрации первичных кератиноцитов. Транскриптомный анализ был выполнен с помощью высокопроизводительного парного секвенирования по методу RNAseq (Illumina) с последующим биоинформатическим анализом. Помимо транскриптомного анализа также была проведена оценка уровня активных форм кислорода (АФК) и детекция ряда провоспалительных цитокинов методом ИФА. В рамках настоящего исследования было показано, что кадмий действительно оказывает цитотоксическое действие, активирует экспрессию генов, связанных с металлотионеинами, ответом на окислительный стресс, гипоксией и др., а также наблюдалось повышение уровня экспрессии генов некоторых цитокинов.