Uticaj litijum sulfata na Šenonovu entropiju hromatina kod limfocita
Sažetak
Uvod: Litijum utiče na brojne signalne puteve u ćelijama. Oni mogu pokrenuti niz fosforilacija enzima koji konačno dovode do povećane ili smanjene ekspresije gena u ćelijskom jedru. Međutim, efekat litijuma na više nivoe genske organizacije u jedru, poput hromatina još uvek nije dovoljno izučen.
Cilj rada: Određivanje uticaja litijuma na hromatinsku organizaciju u jedru limfocita putem ispitivanja promena Šenonove entropije hromatina u ovim ćelijama.
Materijal i metode: Periferna krv tretirana je litijum sulfatom dok se nisu postigle koncentracije litijuma od 1mmol/l, 2 mmol/l i 3 mmol/l. Napravljeni razmazi su fiksirani metanolom i obojeni Felgen metodom za DNK vizualizaciju. Ćelije u razmazu su tretirane sa HCl u trajanju od 120min. Schiff-ov reagens je korišćen u procesu bojenja u trajanju od 120min i ispiranje razmaza je obavljeno 3 puta po 5min sa 6ml 10% vodenog rastvora natrijum metabisulfita. Nakon bojenja, odabran je reprezentativni uzorak od 30 limfoctnih hromatinskih struktura i za svaku strukturu je napravljen digitalni mikrograf. Kao i u našim prethodnim studijama, Šenonovu entropiju smo računali tako što se mikrograf konvertuje u format tekstnog numeričkog stringa. Hromatin limfocita je još analiziran uz pomoć metode teksturalne analize.
Rezultati: Tretman litijum sulfatom (1 mmol/l) nije doveo do povećanja vrednost entropije sa koje je bilo statistički signifikantno (p>0,05). Ipak, u uzorcima u kojima je koncentracija litijuma bila 2 i 3 mmol/l, došlo je to statistički značajnog povećanja entropije (p<0,05). Detektovan je takođe statistički značajan dozno-zavisni linearni trend povećanja hromatinske entropije u uzorcima (p<0,05). Nakon tretmana litijum sulfatom, srednja vrednost angularnog drugog momenta hromatina limfocita u kontrolnom uzorku se nije statistički značajno promenila (p>0,05). Takođe, ni inverzni momenat razlike tretiranih limfocita nije se značajno menjao (p>0,05).
Zaključak: Litijum sulfat kod limfocita periferne krvi izaziva dozno zavisno povećanje hromatinske Šenonove entropije, a sto nije praćeno sličnim promenama u teksturalnim parametrima hromatina.
Ključni pojmovi: Litijum, hromatin, limfociti, Šenonova entropija
Reference
De AK. Textbook of inorganic chemistry, New Delhi, New Age International Publishers, 2003.
Haddad LM, Winchester JF, eds. Clinical Management of Poisoning and Drug Overdose. Philadelphia: W.B. Saunders, 1999: 960–965. http://search.msn.com/encarta/results.aspx
Palominao A, Kukoyi O, Xiong GL. Leukocytosis after lithium and clozapine combination therapy. Ann Clin Psychiatry. 2010; 22:205-206
Ferensztajn-Rochowiak E, Rybakowski JK. The effect of lithium on hematopoietic, mesenchymal and neural stem cells. Pharmacol Rep. 2016; 68:224-230.
Wolffe A. Chromatin, structure and function. Academic Press: London-San Diego, 2000.
Chieco P, Derenzini M. The Feulgen reaction 75 years on. Histochem Cell Biol. 1999; 111:345-358.
Pantic I, Dacic S, Brkic P, et al. Discriminatory ability of fractal and grey level co- occurrence matrix methods in structural analysis of hippocampus layers. J Theor Biol. 2015; 370:151-156.
Pantic I, Petrovic D, Paunovic J, Vucevic D, Radosavljevic T, Pantic S. Age-related reduction of chromatin fractal dimension in toluidine blue - stained hepatocytes. Mech Ageing Dev. 2016; 157:30-34.
Shannon, CE. A Mathematical Theory of Communication. Bell System Technical Journal. 1948; 27: 379–423.
Bywater, R.P. Prediction of protein structural features from sequence data based on Shannon entropy and Kolmogorov complexity. PLoS One 2015; 10, e0119306.
Modabbernia A, Taslimi S, Brietzke E, Ashrafi M. Cytokine alterations in bipolar disorder: a meta-analysis of 30 studies. Biol. Psychiatry 2013; 74: 15–25.
Nassar A, Azab AN. Effects of lithium on inflammation. ACS Chem Neurosci 2014; 5: 451-458.
Nemzer LR. Shannon information entropy in the canonical genetic code. J Theor Biol. 2017; 415:158-170.
Shamir L, Wolkow CA, Goldberg IG. Quantitative measurement of aging using image texture entropy. Bioinformatics. 2009; 25:3060-3063.
Pantic I, Pantic S, Paunovic J. Aging increases nuclear chromatin entropy of erythroid precursor cells in mice spleen hematopoietic tissue. Microsc Microanal. 2012; 18:1054-1059.
Losa GA, Castelli C. Nuclear patterns of human breast cancer cells during apoptosis: characterisation by fractal dimension and co-occurrence matrix statistics. Cell Tissue Res. 2005;322:257-267.