CC BY
12
паракринных факторов. Используя метод проточной цитофлуорометрии, мы смогли выделить малую субпопуляцию клеток, несущих на своей поверхности рецептор к инсулину. Несмотря на то, что данные клетки составляют менее 15% от общего числа МСК, оказалось, что удаление этих клеток из популяции практически полностью лишает МСК способности дифференцироваться в клетки жировой ткани. Примечательно, что сами по себе клетки, несущие на поверхности рецептор к инсулину и способные воспринимать сигналы от основного регулятора закладки новых адипоцитов, оказались не способны к адипогенной дифференцировке. При этом в условиях сокультивирования, когда группы клеток, имеющие и не имеющие инсулиновый рецептор на своей поверхности, были разделены полупроницаемой мембраной, препятствующей прямым контактам между клетками, но позволяющей передачу растворимых факторов, таких как сигнальные белки, микроРНК и клеточные везикулы, в популяции, не несущей инсулиновый рецептор, происходило полное восстановление способности к диффе-ренцировке в адипоциты. Это позволяет предположить, что малая популяция, несущая инсулиновый рецептор, представляет собой специализированные клетки-регуляторы адипогенной дифференцировки, которые сами не дифференцируются в жировые клетки, но управляют и «дирижируют» остальными клетками в популяции, определяя формирование новых адипоцитов. Работа выполнена при поддержке фонда РНФ (Грант № 21-1500311, Механизмы межклеточной коммуникации в поддержании гомеостаза и регуляции обновления жировой ткани).
Литература:
1. Schwalie PC, Dong H, Zachana M, Nature. 2018 Jul; 559
(7712): 103-108.
2. Zachana M, Rainen PY, Hashimi H. EMBO J. 2022 Aug
22:e108206.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ БЕЛКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ, РЕГУЛИРУЮЩИХ ДИФФЕРЕНЦИРОВКУ ФИБРОБЛАСТОВ, В СОСТАВЕ ФРАКЦИЙ СЕКРЕТОМА МСК
М.А. Кулебякина1, Д.А. Бутузова1, М.С. Арбатский1, Н.А. Басалова1 2, О.И. Клычников3, А.Ю. Ефименко1, 2
1 Факультет фундаментальной медицины МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2 Институт регенеративной медицины, МНОЦ МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3 Биологический факультет МГУ
им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: мультипотентные мезенхимные стро-мальные клетки, секретом, фиброз.
Мультипотентные мезенхимные стромальные клетки (МСК) регулируют процессы заживления тканей после повреждения, секретируя большое количество биологически активных веществ, в том числе белковой природы. Поэтому создание препаратов на основе секретома МСК является перспективным направлением регенеративной медицины. Ранее нами было показано, что разделение кондиционированной среды (КС) МСК на фракции внеклеточных везикул (ВВ) и растворимых факторов (РФ) существенно увеличивает антифибротический эффект
получаемых компонентов секретома в модели TGFb-индуцированной дифференцировки фибробластов кожи человека в миофибробласты. Предположительно, фракционирование приводит к обогащению ВВ и РФ антифи-бротическими и к обеднению профибротическими компонентами. С целью проверить данную гипотезу, а также предположить возможные механизмы действия белковых компонентов секретома МСК на дифференцировку фибробластов, мы провели сравнительный полуколичественный анализ белкового состава образцов секретома МСК. Для этого мы использовали КС иммортализован-ных МСК жировой ткани человека (hTERT-ASC, ATCC). Выделение фракций ВВ и РФ секретома МСК, а также концентрирование нефракционированной КС проводили методом ультрафильтрации. Из полученных препаратов готовили образцы триптических пептидов, которые затем подвергали хромато-масс-спектрометрическому анализу на приборе Q Exactive HF-X. Биоинформатическую обработку данных проводили с использованием ПО MaxQuant. Результаты протеомного анализа верифицировали методом вестерн-блоттинга.
Всего было идентифицировано 563 белка, из них 343 различались по представленности между фракциями секретома МСК в два и более раза. Мы обнаружили, что фракции ВВ и РФ обогащены белками, взаимодействующими с сигнальными путями TGFb, а также Notch и Wnt. Предположительно, антифибротический эффект фракций ВВ и РФ может реализоваться за счет более выраженного воздействия на данные сигнальные пути. Кроме того, мы обнаружили, что КС обогащена относительно ВВ и РФ 107 белками, 10 из которых (F10, MIF, SDF-1 и др) способны активировать провоспалительный транскрипционный фактор NF-kB. Находясь в составе КС, эти белки могут препятствовать антифибротическому эффекту других компонентов секретома МСК. Методом ПЦР в реальном времени мы подтвердили, что добавление КС, но не ВВ либо РФ, вызывает увеличение экспрессии мишеней NF-kB (CXCL1, IL1-b и др.) в фибробластах кожи человека. Таким образом, фракционирование увеличивает антифибротические свойства секретома МСК, в частности, за счет снижения содержания белков, стимулирующих экспрессию провоспалительных факторов. Работа выполнена при поддержке РНФ (грант 19-75-30007).
БЕСКОНТАКТНЫЙ МЕТОД МОНИТОРИНГА МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГИДРОГЕЛЕВЫХ МАТРИКСОВ НА ОСНОВЕ КОЛЛАГЕНА ДЛЯ ТКАНЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ
О.Р. Куликова1, Е.О. Осидак2, К.Г. Антипова3, С.В. Крашенинников3, Д.Ю. Бедник4, Т.Е. Григорьев3, 4, Е.А. Храмцова1
1 Институт биохимической физики им Н.М. Эмануэля РАН, Москва, Россия
2 ООО фирма «Имтек», Москва, Россия
3 НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия
4 ФГАОУ ВО Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: коллаген, гидрогелевый матрикс, акустическая микроскопия, искусственная роговица/
Тканевая инженерия направлена на восстановление, поддержание, улучшение или замену поврежденных биологических тканей с использованием тканеинженерных
конструкций. Инновационным направлением применения гидрогелевых матриксов на основе коллагена является создание искусственной роговицы [1]. Коллагеновые гидрогели оптически прозрачны и обладают слабой механической прочностью, характеризация их свойств вызывает большие сложности [2, 3].
В работе проводилось исследование гидрогеле-вых мембран для восстановления роговицы на основе коллагена I типа (Viscoll®, PN3, ООО фирмы «Имтек»). Исследование было выполнено на ультразвуковом микроскопе высокого разрешения SIAM-2010. В качестве кондиционирующих сред для набухания использовались: дистиллированная вода, инфузионный раствор NaCl 0,9%, раствор Рингера и среда для культивирования Gibco RPMI Medium 1640. Измерение механических свойств и визуализация проведены в режимах В- и С-сканирования.
По итогам экспериментов была произведена оценка динамики набухания гидрогелевых матриксов на основе коллагена по изменению объема и массы образцов в разных растворах в заданные временные промежутки.
Метод акустической микроскопии показал высокую эффективность для бесконтактного мониторинга изменения геометрии и упругих свойств мембран. Полученные данные необходимы для прогнозирования итоговых размеров и поведения импланта in vivo.
Работа выполнена на основе бюджетного финансирования в рамках темы № 1201253306, анализ механических свойств — при поддержке НИЦ «Курчатовский институт».
Литература:
1. Андреев Ю.В., Андреев А.Ю., Домогатский С.П. и др. Гены &
Клетки XIV, 2019; С. 22.
2. Ricard-Blum S. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2011 Jan 1; 3 (1).
3. Andreev A.Y., Osidak E.O., Grigoriev T.E et al. Exp Eye Res.
2021; P.207.
НАНОСТРУКТУРНЫЕ БИОРЕЗОРБИРУЕМЫЕ
СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ И ЦИНКА ДЛЯ
ВРЕМЕННЫХ ИМПЛАНТАТОВ
О.Б. Кулясова1, 2, Г.С. Дьяконов2, Р.З. Валиев1, 2
1 Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия
2 Башкирский государственный университет, Уфа, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: УМЗ структура, магниевый сплав, цинковый сплав, биорезорбируемые сплавы, прочность, коррозионная стойкость, интенсивная пластическая деформация/
Магний и цинк характеризуются высоким уровнем физиологической совместимости и входят в состав перспективных сплавов, предназначенных для современных биоразлагаемых имплантатов [1]. Биоразлагаемые им-плантаты становятся все более востребованы, поскольку их использование не требует повторной операции по удалению самого имплантата. Особенно актуально использование биоразлагаемых имплантатов в педиатрии, когда пациенты находятся в стадии активного роста, а использование постоянных имплантатов может приводить к отклонению развития поврежденных частей и повторному оперативному вмешательству для удаления имплантата.
Магний и цинк — незаменимые элементы в организме человека. Однако по прочности и пластичности они
не отвечают требуемым свойствам, необходимым для применения в качестве имплантатов. Повышение прочности возможно несколькими способами. Одним подходом является легирование чистого металла другими элементами. Однако большое количество упрочняющих добавок, как правило, резко снижает коррозионную стойкость сплава за счет формирования микрогальванических пар между матрицей зерна и вторыми фазами, что делает сплав непригодным для использования. Следовательно, особой задачей является разработка специальных низколегированных сплавов. Более того, ввиду растворимости сплава в организме человека, существенно сужается выбор легирующих элементов, которые должны быть биологически инертными, либо быть совместимыми с человеческим организмом и не являться токсичными. Другим эффективным подходом повышения прочности считается формирование в сплаве специального структурно-фазового состояния с мелкозернистой структурой посредством интенсивной пластической деформации (ИПД) [2]. Однако в литературе спорно обсуждается влияние размера зерен на скорость коррозии. Вследствие этого в работе рассматривается взаимосвязь между структурно-фазовым состоянием наноструктурирован-ных сплавов и их механическими и коррозионными свойствами. Было установлено, что ИПД не только ведет к измельчению зерен, но и влияет на морфологию частиц второй фазы, которые, в свою очередь, оказывают значительное влияние на коррозионные свойства. Поэтому для медицинского применения требуется не только выбор состава сплава, но и использование подходов микроструктурного дизайна, позволяющих успешно сочетать повышенные механические и коррозионные свойства, что представляет собой особенно актуальную задачу. Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ № 20-63-47027, а также РФФИ и ГФЕН в рамках научного проекта № 21-53-53021.
Литература:
1. Zheng, Y. CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2015. 546 p.
2. Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Alexandrov I.V. Progr. Mat. Sci.
2000. V. 45. № 2. P. 103.
СПОСОБНОСТЬ МОНОНУКЛЕАРНЫХ КЛЕТОК ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ПОГЛАЩАТЬ ИНДУЦИРОВАННЫЕ МИКРОВЕЗИКУЛЫ
С.В. Курбангалеева, М.О. Гомзикова
Казанский (Приволжский) Федеральный Университет, Казань, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: мононуклеарные клетки периферической крови, микровезикулы, мезенхимные стволовые клетки, ци-тохалазин В.
Многообещающим терапевтическим средством для регенеративной медицины выступают микровезикулы, которые обладают свойствами продуцирующих их клеток. Для лечения повреждений внутренних органов, микровезикулы инъецируют внутривенно. Однако какой процент микровезикул сливается с клетками крови, не достигнув целевой ткани исследовано недостаточно. В данной работе мы получили биосовместимые микровезикулы с использованием цитохалазина В (МВ-ЦВ), который позволяет увеличить выход микровезикул, делая клетку более пластичной, и исследовали способность различных популяций мононуклеарных клеток периферической
