Изучение изменения экспрессии апоптотических генов в печени лабораторных животных, подвергавшихся субхроническому воздействию фенола и/или бензола

Введение. Бензол и фенол являются широко распространёнными токсинами, поступающими в окружающую среду с промышленными выбросами, являясь типичными представителями коксохимического производства, а также автомобильными выхлопами и табачным дымом. Их воздействие создаёт риски для здоровья населения и особенно для работников производств. Токсичность данных соединений связана с индукцией окислительного стресса, который способен вызывать апоптоз клеток. Изучение воздействия бензола и фенола на экспрессию генов, регулирующих апоптоз в печени, важно для выявления механизмов токсичности и поиска ранних биомаркеров ответа.

Цель исследования — изучить изменение экспрессии генов p53, casp3, casp9 в печени лабораторных животных, подвергавшихся субхроническому воздействию фенола и/или бензола для уточнения механизма их изолированного и комбинированного действия.

Материалы и методы. Эксперимент проводился на белых самках крыс, которые были разделены на 4 группы: «Бензол», «Фенол», «Бензол+Фенол» и «Контроль», по 10 особей в каждой. Интоксикация проводилась путём внутрижелудочного введения 3 раза в неделю в течение 4 недель в разовой дозе — бензола — 100 мг/кг м.т. и фенола 15,85 мг/кг м.т. По завершению эксперимента проводили полную декапитацию животных и для анализа экспрессии генов фиксировали фрагменты печени с последующим выделением РНК, на матрице которой синтезировали кДНК. Уровень экспрессии генов casp3, casp9 и p53 определяли с помощью количественной ПЦР в реальном времени. Статистический анализ данных проводили с помощью U-критерий Манна–Уитни в программе Statistica (StatSoft).

Результаты. Уровень экспрессия гена р53 был достоверно ниже в 2,86 раза в группе животных «Бензол+Фенол» по сравнению с контрольной группой (р=0,0095). Также наблюдалась тенденция к снижению уровня экспрессии р53 в печени в группе животных с воздействием только бензола, но она не достигла уровня статистической значимости (р=0,057). Экспрессия генов casp3 и casp9 достоверно не различалась между опытными группами и контролем.

Ограничения исследования. Проведённое исследование выполняли на самках крыс породы Wistar без учёта возможных межполовых различий.

Заключение. Совместное введение бензола и фенола подавляет экспрессию гена p53 в печени животных, не изменяя экспрессию генов casp3 и casp9, что может свидетельствовать о нарушении p53-зависимом пути апоптоза. Для уточнения механизмов токсичности необходимы дальнейшие исследования.

Этика. Заключение локального этического комитета ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора: содержание, питание, уход за животными и выведение их из эксперимента осуществляли в соответствии с общепринятыми требованиями с учётом ARRIVE Guidelines. Исследования были одобрены локальным этическим комитетом ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора (протокол № 2 от 11.01.2024 г.).

Участие авторов:
Кикоть А.М. — сбор материала и обработка данных, написание текста;
Берёза И.А. — сбор материала и обработка данных, написание текста;
Шаихова Д.Р. — сбор материала и обработка данных, написание текста;
Сутункова М.П. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Минигалиева И.А. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Шабардина Л.В. — сбор материала и обработка данных, редактирование.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Дата поступления: 02.10.2025 / Дата принятия к печати: 02.12.2025 / Дата публикации: 20.12.2025

1. Hammam A.M., Zaki M.S., Yousef R.A., Fawzi O.M. Toxicity, mutagenicity and carcinogenicity of phenols and phenolic compounds on human and living organisms [A Review]. Adv Environ Biol. 2015; 9(8): 38–48. https://clck.ru/3QgfNX

2. Elazab M.F.A., Elbaiomy A.E.A., Ahmed M.S., Alsharif K.F., Dahran N., Elmahallawy E.K. et al. Ameliorative effects of bovine lactoferrin on benzene-induced hematotoxicity in albino rats. Front. Vet. Sci. 2022; 9: 907580. https://doi.org/10.3389/fvets.2022.907580

3. Karaulov A.V., Smolyagin A.I., Mikhailova I.V., Stadnikov A.A., Ermolina E.V., Filippova Y.V. et al. Assessment of the combined effects of chromium and benzene on the rat neuroendocrine and immune systems. Environ Res. 2022; 207: 112096. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112096

4. Rahimpoor R., Jalilian H., Mohammadi H., Rahmani A. Biological exposure indices of occupational exposure to benzene: A systematic review. Heliyon. 2023; 9(11): e21576. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21576

5. Spatari G., Allegra A., Carrieri M., Pioggia G., Gangemi S. Epigenetic effects of benzene in hematologic neoplasms: The altered gene expression. Cancers (Basel). 2021; 13(10): 2392. https://doi.org/10.3390/cancers13102392

6. Cordiano R., Papa V., Cicero N., Spatari G., Allegra A., Gangemi S. Effects of benzene: Hematological and hypersensitivity manifestations in resident living in oil refinery areas. Toxics. 2022; 10(11): 678. https://doi.org/10.3390/toxics10110678

7. Michałowicz J., Duda W. Phenols — sources and toxicity. Polish. J. Environ. Stud. 2007; 16(3): 347–62. https://clck.ru/3QgfXZ

8. Li W., Wang S., Fan H., Wang Z., Liu Y., You H. Insights into hepatotoxicity of fluorinated liquid crystal monomer 1-ethoxy-2,3-difluoro-4-(trans-4-propylcyclohexyl) benzene (EDPrB) in adult zebrafish at environmentally relevant concentrations: Metabolic disorder and stress response. J. Hazard. Mater. 2025; 486: 136858. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136858

9. Ola O.S., Sofolahan T.A. A monoterpene antioxidant, linalool, mitigates benzene-induced oxidative toxicities on hematology and liver of male rats. Egypt J. Basic Appl. Sci. 2021; 8(1): 39–53. https://doi.org/10.1080/2314808X.2021.1898141

10. Karaulov A.V., Mikhaylova I.V., Smolyagin A.I., Boev V.M., Kalogeraki A., Tsatsakis A.M. et al. The immunotoxicological pattern of subchronic and chronic benzene exposure in rats. Toxicol. Lett. 2017; 275: 1–5. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2017.04.006

11. Yi J.Y., Hirabayashi Y., Choi Y.K., Kodama Y., Kanno J., Han J.H. et al. Benzene activates caspase-4 and -12 at the transcription level, without an association with apoptosis, in mouse bone marrow cells lacking the p53 gene. Arch Toxicol. 2009; 83(8): 795–803. https://doi.org/10.1007/s00204-009-0420-4

12. Kusumanto A., Prajadmo H., Astuti I., Herianto D.S. Expression of mRNA (Bcl-2, p53, Caspase 9, Caspase 3 and NGX 6) on ovarium carcinoma. Am. J. Clin. Exp. Med. 2020; 8(6): 104–10. https://clck.ru/3QggDw

13. Sauer E., Gauer B., Nascimento S., Nardi J., Göethel G., Costa B. et al. The role of B7 costimulation in benzene immunotoxicity and its potential association with cancer risk. Environ. Res. 2018; 166: 91–9. https://doi.org/10.1016/j.envres.2018.05.029

14. Кикоть А.М., Шаихова Д.Р., Берёза И.А., Минигалиева И.А., Никогосян К.М., Сутункова М.П. Изменение экспрессии генов, вовлечённых в митохондриальный путь апоптоза, при воздействии наночастиц оксида свинца. Гигиена и санитария. 2024; 103(11): 1429–33. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-11-1429-1433

15. Sun R., Zhang J., Xiong M., Wei H., Tan K., Yin L. et al. Altered expression of genes in signaling pathways regulating proliferation of hematopoietic stem and progenitor cells in mice with subchronic benzene exposure. Int J Environ Res Public Health. 2015; 12(8): 9298–313. https://doi.org/10.3390/ijerph120809298

16. Sun P., Qiu Y., Zhang Z., Wan J., Wang T., Jin X. et al. Association of genetic polymorphisms, mRNA expression of p53 and p21 with chronic benzene poisoning in a Chinese occupational population. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2009; 18(6): 1821–8. https://doi.org/10.1158/1055-9965.EPI-09-0140

17. Iwai N., Yasui K., Tomie A., Gen Y., Terasaki K., Kitaichi T. et al. Oncogenic miR-96-5p inhibits apoptosis by targeting the caspase-9 gene in hepatocellular carcinoma. Int. J. Oncol. 2018; 53(1): 237–45. https://doi.org/10.3892/ijo.2018.4369

18. Avrutsky M.I., Troy C.M. Caspase-9: A multimodal therapeutic target with diverse cellular expression in human disease. Front. Pharmacol. 2021; 12: 701301. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.701301

19. Chen Y., Sun P., Bai W., Gao A. MiR-133a regarded as a potential biomarker for benzene toxicity through targeting Caspase-9 to inhibit apoptosis induced by benzene metabolite (1, 4-Benzoquinone). Sci. Total Environ. 2016; 571: 883–91. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.07.071

20. Yamamoto Y., Uede K., Ohtani T., Kishioka A., Tanaka T., Furukawa F. Different apoptotic patterns observed in tissues damaged by phenol and TCA peels. J. Dermatol. Sci. Suppl. 2006; 2(1): S75–S81. https://doi.org/10.1016/j.descs.2006.08.009