CC BY
4
Ранее было показано, что клетки с генетическими нарушениями могут преодолевать контрольные точкими-тотического цикла, но вступают в митоз с задержкой [1, 2]. По нашим данным, временные и пространственные характеристики взаимосвязаны: задержка деления клеток на 3-6 часов значительно (на 30%) увеличивает вероятность выхода стволовых клеток из ниши, что ведет к их последующей дифференцировке и элиминации из ткани. Таким образом, задержка мутантных клеток в митотическом цикле — выпадение их из временного окна пролиферации, ведет к повышенной вероятности элиминации из ткани и постепенной замене на клетки без нарушений. Можно сделать вывод, что строго определенная пространственно-временная организация обновляющихся тканей, наличие временного окна пролиферации и ниши, позволяют поддерживать генетический гомеостаз, а их нарушение может являться причиной генетической нестабильности при культивировании клеток.
Литература:
1. Кузин С.М., Стукалов С.В. Гены и клетки. 2017. Т. 12. № 3. С.
139.
2. Kuzin S., Bogomolov D., Berechikidze I. et al. Pharmacia. 2022.
V. 69(2). P. 327.
БИОСОВМЕСТИМЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ НА ОСНОВЕ ЛАКТИДА И ОКСИДА ЭТИЛЕНА ДЛЯ ТКАНЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ
Е.В. Кузнецова1, Ю.А. Пучкова1, Е.В. Ястремский1, А.В. Бакиров1 2, С.Н. Чвалун1 2
1 НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия
2 Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН, Москва, Россия
e-mail: kuznetsova.kate992@@gmail.com
Ключевые слова: самоорганизация, полимерные наноча-стицы, полилактид, полиэтиленоксид, тканевая инженерия, агрегативная устойчивость, коллоиды.
Активное развитие нанотехнологий в XXI веке привело к существенному прогрессу в области тканевой инженерии и регенеративной медицины. Так, биосовместимые наноча-стицы (НЧ) с регулируемыми физико-химическими характеристиками являются перспективным наполнителями для клеточных матриц (скаффолдов). В зависимости от биомедицинских задач, например, придания антимикробных свойств скаффолду, обеспечения контраста для визуализации, повышения биоактивности и др., используют различные типы НЧ: золотые, серебряные, кремнийсодержащие, кальций фосфатные, магнитные, а также частицы на основе биосовместимых природных и синтетических полимеров и др. [1]. Полимерные НЧ, способные инкапсулировать различные биологически-активные вещества, представляют особый интерес ввиду возможности регулирования их свойств (размера, формы, поверхностного заряда, сорб-ционной емкости, скорости разложения, скорости высвобождения загруженного вещества и пр.) в широком диапазоне за счет изменения химического состава полимера и/ или условий получения частиц [2].
В представленной работе объектами исследования стали НЧ на основе биосовместимых и биодеградиру-емых амфифильных блок-сополимеров поли(лактид)-б-поли(этиленоксид) (ПЛА-б-ПЭО). Изучено влияние стереоспецифичности гидрофобного ПЛА блока на размер ПЛА-б-ПЭО частиц, их форму, величину
электрокинетического потенциала, сорбционную емкость и агрегативную устойчивость с целью получения высокостабильных НЧ. Частицы получали методом наноосаж-дения: навеску блок-сополимера растворяли в ацетоне, к полученному раствору добавляли воду, ацетон удаляли испарением при комнатной температуре в течение 4 ч. В результате получали опалесцирующие водные дисперсии частиц на основе нестереорегулярного аморфного n(D,L) ЛА60-б-ПЭО113 сополимера, а также стереорегулярного частично кристаллического П(ЦиЛА50-б-ПЭО113 сополимера и эквимолярной смеси стереорегулярных П(ЦиЛА50-б-ПЭ0113 и ПЮЛ)ЛА50-б-ПЭО113 сополимеров. Показано, что эквимолярное смешение П(цЦЛА50-б-ПЭ0113 и ПЮЛ) ЛА50-б-ПЭО113 сополимеров приводит к формированию сферических частиц с частично кристаллическим ядром, гидродинамическим диаметром ~ 30 нм, величина которого остается постоянной (в рамках экспериментальной погрешности) в течение месяца как при 25°C, так и при 37°C. Установлено, что полученные П(ЦиЛА50/ПЮЛ) ЛА50-б-ПЭО113 частицы стабильны в достаточно широком диапазоне ионной силы и pH, а также способны к ресу-спендированию до исходных размеров после лиофилиза-ции. Работа выполнена при финансовой поддержке проекта Российского научного фонда (проект № 21-73-00071).
Литература:
1. Fathi-Achachelouei M., Knopf-Marques H., Ribeiro da Silve C.E.
Front. Biotechnol. 2019. V. 7. Art. № 113.
2. Sedush N.G., Kadina Y.A., Razuvaeva E.V. et al. Nanobiotechnol-
ogy Reports. 2021. V. 16. P. 421-438.
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНА POU5F1 В РАКОВЫХ
КЛЕТКАХ МЫШИ
А.А. Кузьмин1, В.В. Кудряшов2, А.Н. Томилин1
1 ФГБУН Институт цитологии РАНи, Санкт-Петербург, Россия
2 ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: a.kuzmin@incras.ru
Ключевые слова: Pou5f1, фактор плюрипотентности, раковые клетки, CRISPR.
Фактор плюрипотентности Oct4, кодируемый геном Pou5f1 представляет собой октамер-связывающий белок, который в роли транскрипционного фактора выступает в качестве одного из основных факторов поддержания плюрипотентного состояния эмбриональных стволовых клеток [1, 2]. В последнее время накапливается всё больше информации о том, что этот транскрипционный фактор, иего ген, в частности, могут быть активны не только в плюрипотентных и половых клетках, но и в клетках совершенно иной спецификации [3].
В настоящее время нами ведутся работы по поиску экспрессии Pou5f1 в клетках, прошедших стадию плюрипотентности. При помощи системы CRISPR/Cas9 и целенаправленного встраивания селективной конструкции в локус Pou5f1 мы обнаружили, что разные раковые клетки мыши способны поддерживать активный статус этого гена. Более того, взяв широкий спектр различных линий, мы получили первичные данные, говорящие о том, что экспрессия Pou5f1 может носить избирательный характер в отношении раковых клеток.
В настоящий момент мы работаем над характериза-цией продуктов экспрессии этого гена, а также над выяснением универсальных механизмов, обеспечивающих
его работу. Кроме этого, интересным направлениемяв-ляется выяснение функциональной значимости экспрессии Pou5f1 в раковых клетках.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Соглашение № 075-15-2021-1075 от 28.09.2021).
Литература:
1. Schóler, H. R., Balling, R., Hatzopoulos, A. K. et al. The EMBO journal. 1989. V. 8. P. 2551.
2. Nichols, J., Zevnik, B., Anastassiadis, K. et al. Cell. 1998. V. 95. P. 379.
3. Cherepanova, O. A., Gomez, D., Shankman, L. S. et al. Nature medicine. 2016. V. 22. P. 657.
ФУНЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ КАЛЬЦИЙ-ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО РЕЦЕПТОРА(CASR) В ПАТОГЕНЕЗЕ ОСТЕОПОРОЗА
К.А. Кулакова, О.А. Краснова, Д.А. Костина, А.П. Домнина, Ю.В. Сопова, И.Э. Неганова
Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: karina.kulakova.01@mail.ru
Ключевые слова: остеопороз, GPCR, иПСК, CaSR, остеоген-ная дифференцировка.
Ремоделирование костной ткани — непрерывный процесс резорбции кости остеокластами и костеобразова-ния остеобластами. Это способствует как поддержанию гомеостаза костной ткани (КТ), так и устранению повреждений в результате механического стресса. Однако, смещение равновесия в сторону резорбции связано с патогенезом остеопороза, системным метаболическим заболеванием, характеризующимся снижением плотности костной массы и нарушением внутренней структуры КТ. Важную роль в развитии и обновлении КТ играют рецепторы, сопряженные с G-белком (G protein-coupled receptors, GPCRs). Мутации, связанные с GPCRs ассоциированы с заболеваниями и дисфункцией костей. Одним из эффекторов ремоделирования костной ткани является кальций-чувствительный рецептор (calcium-sensing receptor, CaSR), относящийся к классу глута-матных GPCRs. Так, повышение концентрации кальция в результате резорбции КТ остеокластами приводит к подавлению функции последних и стимулированию остеобластов, что приводит к активации костеобразова-ния. Пациенты с аутосомно-рецессивным нарушением гомеостаза кальция характеризуются обширной потерей костной массы при рождении; у них может возникать деминерализация и переломы костей [1].
Цель данного исследования заключается в выяснение функционального значения CaSR при остеопорозе. В данной работе нами были использованы методы дифференцирования пациент-специфичных (CASR) и контрольных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК) в мезенхимальные стволовые клетки (иМСК); последующее остеогенное дифференцирование CASR-иМСК и контрольных иМСК; анализ и сравнение экспрессии генов остеогенных маркеров RUNX2, COL1A1, BGLAP, SPP1, OGN и POSTN; окрашивание на щелочную фосфатазу и депозитов кальция с использованием ализаринового красного.
Показано, что через 21 день остеогенной дифферен-цировки (ОД) CASR-иМСК характеризовались низким уровнем экспрессии RUNX2, COL1A1, BGLAP, SPP1,
OGN и POSTN по сравнению с контрольными иМСК. Также при ОД CASR-иМСК характеризовались негативным окрашиванием на щелочную фосфатазу (ЩФ) и кальциевые депозиты, что вероятно говорит о неспособности CASR-иМСК дифференцировать в остеогенном направлении. При ОД контрольные иМСК имели положительное окрашивание на ЩФ и ализариновый красный, уровень окрашивания которым характеризует плотность минерализации.
Предварительные данные свидетельствует о том, что МСК, полученные от пациент-специфичных иПСК с дисфункцией CaSR не способны эффективно дифференцировать в остеогенном направлении, что напрямую может быть связано с патогенезом остеопороза. Исследование выполнено при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Соглашение № 075-15-2021-1075 от 28.09.2021).
Литература:
1. Panova A. V, Kulikova K.S., Klementieva N.V. et al. Stem cell research. 2021. (54). С. 102414.
РЕГУЛЯТОРНЫЕ ПОПУЛЯЦИИ МСК
И ИХ РОЛЬ В КОНТРОЛЕ ГОРМОНАЛЬНОЙ
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЖИРОВОЙ ТКАНИ
К.Ю. Кулебякин1, 2, Е.Р. Корчагина1,
Н.С. Волошин1, И.А. Скляник3, Е.А. Шестакова3
1 Кафедра биохимии и молекулярной медицины, Факультет Фундаментальной медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2 Лаборатория молекулярной эндокринологии, Институт регенеративной медицины, МНОЦ МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3 ФГБУ НМИЦ эндокринологии Минздрава России, Москва, Россия
Ключевые слова: МСК, адипогенез, инсулиновый рецептор,
инсулинорезистентность.
Определяющую роль в контроле энергетического гомеостаза организма играет жировая ткань. Это уникальный орган, активно обновляющийся в течение жизни и динамически подстраивающийся под метаболический статус организма. Обновление жировой ткани обеспечивается особой группой постнатальных стволовых клеток — мезенхимными стволовыми клетками. Эти клетки являются предшественниками основной массы вновь появляющихся адипоцитов во взрослом организме, продуцируют внеклеточный матрикс, определяющий структуру ткани, а также контролируют тканевой метаболизм за счет продукции паракринных и аутокринных сигнальных молекул. Данные последних лет говорят, что популяция МСК является крайне гетерогенной в функциональном плане. Мы показали, что в ее состав входят субпопуляции клеток, различные на функциональном уровне и по чувствительности к гормонам-регуляторам. При этом клетка, воспроизводимо отвечающая на один гормон, оказывается нечувствительной к другим гормонам. Недавно была описана особая субпопуляция МСК, подавляющая адипогенную дифференцировку других клеток жировой ткани посредством продукции паракрин-ных сигналов [1, 2]. Это позволяет предположить, что в популяции МСК могут существовать особые регуля-торные субпопуляции клеток, обладающие чувствительностью к определенным гормонам и способные «передавать» гормональный сигнал клеткам через продукцию
