CC BY
4
матриксов культурой клеток изменяет его геометрию и упругие свойства.
Исследования проведены на губчатых, нетканых, ги-дрогелевых и монолитных матриксах, полученных из коллагена, полиакриламида, полилактида, хитозана и его композитов. Работа выполнена на основе бюджетного финансирования в рамках темы № 1201253306, матриксы получены при поддержке НИЦ «Курчатовский институт».
РЕКОМБИНАНТНЫЙ БЕЛОК CDNF КАК ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ СРЕДСТВО КОРРЕКЦИИ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ
А.С. Цыбко, Д.В. Ерёмин, Н.В. Хоцкин, Т.В. Ильчибаева, В.С. Науменко
ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, Россия
e-mail: antoncYbko@mail.ru
Ключевые слова: дофаминовый нейротрофический фактор мозга (CDNF); рекомбинантный белок; внутрижелудочковая инъекция; серотонин; ассоциативное обучение; тревожность; депрессивно-подобное поведение.
Дофаминовый нейротрофический фактор мозга (cerebral dopamine neurotrophic factor; CDNF) традиционно считается защитным фактором для дофами-нергических нейронов. В различных моделях болезни Паркинсона (БП) CDNF показал впечатляющие протек-тивные и регенеративные свойства [1]. Однако всё ещё мало известно об участии CDNF в регуляции немоторного поведения и модуляции других нейротрансмиттерных систем [2], например, серотониновой (5-НТ). Мы считаем, что CDNF имеет большой потенциал для коррекции различных поведенческих нарушений при нейродегене-ративных расстройствах. Чтобы подтвердить это предположение, самцы мышей линии C57BI/6J получили инъекцию рекомбинантного белка CDNF человека (3, 10, 30 мкг в левый боковой желудочек мозга) или PBS. Поведение в домашней клетке было оценено в течение трёх дней после инъекции в установке PhenoMaster. Тревожность, исследовательское и депрессивно-подобное поведение были оценены после центральной инъекции CDNF в дополнительном эксперименте.
CDNF во всех использованных дозах не повлиял на двигательную активность, потребление воды и пищи. Продолжительность сна в первые 24 часа тестирования была снижена после инъекции 3 мкг CDNF. С помощью модуля «оперантная стенка» было выявлено существенное улучшение ассоциативного обучения у животных, получивших CDNF во всех дозах. Инъекция 10 и 30 мкг CDNF оказала выраженный анксиолитический и антиде-прессантный эффекты и усилила исследовательскую активность животных. CDNF во всех дозах существенно усилил обмен 5-НТ в головном мозге мышей. Одновременно с этим, нами выявлены увеличение уровня мРНК генов, ответственных за рецепцию (Htr1a, Htr7) и катаболизм (Maoa) 5-НТ, во фронтальной коре, гиппокампе и гипоталамусе животных, получивших инъекцию CDNF.
Таким образом, мы впервые показали, что центральная инъекция белка CDNF оказывает прокогнитивный, анксиолитический и антидепрессантный эффекты, которые могут быть связаны с усилением обмена 5-НТ и увеличением экспрессии 5-НТ рецепторов. Спектр выявленных эффектов делает CDNF привлекательным для коррекции поведенческих нарушений при таких
нейродегенеративных заболеваниях, как БП и болезнь Альцгеймера. Содержание животных было поддержано фундаментальным исследовательским проектом #FWNR-2022-0023. Исследование было поддержано Российским научным фондом, грант № 22-15-00011.
Литература:
1. Lindholm P., Saarma M. Mol. Psychiatry. 2022. V. 27. P. 1310-1321.
2. Ерёмин Д.В., Ильчибаева Т.В., Цыбко А.С. Биохимия. 2021. Т. 86. № 7. С. 1027-1042.
КУЛЬТИВИРОВАНИЕ КЛЕТОК НА ПОЛИКАПРОЛАКТОНОВЫХ МАТРИЦАХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ АМИНОГРУППАМИ
А.С. Чабина1, А.В. Лихачев2, А.В. Нащекин2, Д.А. Курдюков2, Н.Д. Просалов2, Ю.А. Нащекина1
1 Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия
2 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: chabina-alina@yandex.ru
Ключевые слова: поликапролактон, химическая модификация, композитные матрицы, аминогруппа, мезенхимальные стромальные клетки.
Поли-£-капролактон (ПКЛ) является перспективным материалом для применения в регенеративной медицине, однако ввиду его гидрофобности и отсутствия поверхностных функциональных групп, полимеру требуются дополнительные модификации, так как указанные свойства препятствуют адгезии клеток [1].
Успешным методом модификации ПКЛ считается химическое введение аминогруппы путем взаимодействия с аргинином, так как одна аминогруппа будет обеспечивать связывание с поверхностью матрицы, а вторая создавать положительный поверхностный заряд [1].
Введение активных групп может происходить и за счет физического смешивания основного полимера и модифицирующего агента, например, создание композитных матриц на основе смеси ПКЛ с полиэтиленгли-кольдиамином (ПЭГ^Н2) [2].
Таким образом, целью нашей работы стало изучение влияния различных способов модификации матриц на основе ПКЛ на поведение мезенхимальных стромаль-ных клеток (МСК).
В работе были использованы матрицы, полученные методом полива, а также композитные матрицы из смеси двух полимеров (70% ПКЛ и 30% ПЭГ^Н2). Для модификации матриц на основе ПКЛ их инкубировали в 0,5М водном и 0,25М водно-спиртовом растворах аргинина при Т=40°С (1 час) и Т=25°С (24 часа), а композитные матрицы инкубировали в воде в течение суток для растворения фазы ПЭГ^Н2.
С помощью СЭМ, АСМ и оптической микроскопии было выявлено, что для ПКЛ матриц характерна кристаллическая структура, форма и размер которой зависят от условий формирования матриц, и, что после инкубирования композитных матриц происходит формирование порок или лунок на поверхности ПКЛ. Методом сидячей капли было доказано увеличение гидрофильности матриц после их модификации. Также было изучено распределение аминогрупп на поверхности матриц за счет химически пришитой метки FITS.
Влияние модификаций на адгезию и пролиферацию оценивали с помощью конфокальной микроскопии.
Было выявлено, что любая модификация оказывает положительное влияние на культивирование МСК, однако наибольшее влияние на культивируемые клетки оказывает модификация ПКЛ матриц в течение 24 часов 0,5М водным и 0,25М водно-спиртовым растворами аргинина, а для композитных матриц — ПКЛ/ПЭГ-21\1Н2 после инкубации. Это подтверждается подсчетом количества клеток после культивирования в течении 2, 4 и 24 часов. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 20-03-00400 А.
Литература:
1. Nashchekina Y. et al. Int. J. Mol. Sci. J. 2020. V. 21. P. 6989.
2. Nashchekina Y. et al. Polymers. J. 2020. V. 12. P. 1969.
СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ТИТАНА, НАНЕСЕННЫХ МЕТОДОМ ALD
А.А. Чагаров
Ставропольский государственный медицинский университет Минздрава России, Ставрополь, Россия
e-mail: megalowin188@mail.ru
Ключевые слова: имплантат, наноструктурирование, титан, поверхность
Современная стоматология, одним из решений проблемы потери зубов, предлагает дентальную имплантацию. В связи с этим возрос интерес врачей-стоматологов хирургов и ученных к техническим характеристикам дентальных имплантатов. Сплавы титана давно применяются в медицине для производства различных видов имплантатов. Это связано с биосовместимостью титана и процессом остеоинтеграции, открытым П.-И. Бранемарком в 1960-х годах
Успех остеоинтеграции зависит от ряда факторов: общесоматического состояние организма пациента, соблюдение протоколов оперативного вмешательства и, конечно от поверхности имплантата [1, 2]. Таким образом, модификация поверхности имплантатов может значительно влиять на процессы остеоинтеграции, тем самым способствовать достижению прогнозируемых результатов [3].
Цель исследования. Получение и исследование микроструктуры и шероховатости пленок диоксида титана, полученных методом ALD
Материалы и методы исследования. На 10 образцах прототипов дентальных имплантатов, изготовленных из титанового сплава ВТ6, были получены пленки диоксида титана (TiO2). Изготовлено 10 образцов с различной толщиной. Погрешность ±2 нм. Способ получения — метод плазмоактивированного атомно-слоевого осаждения (ALD). Нанесение покрытие происходило на установке TFS 200 (Beneq, Финляндия) с источником ёмкостно-связанной плазмы. Полученные покрытия исследовали с помощью микроскопов и спектрометров.
Результаты исследований. Осаждение пленок диоксида титана производилось на прототипы титановых имплантатов.
После нанесения пленки из диоксида титана проводили исследование микроструктуры и шероховатости нанесенных пленок.
Исследование элементного состава поверхностного слоя образца пленки показало, что с увеличением ее толщины, уменьшается концентрация алюминия и ванадия.
Заключение. Уменьшения массовой доли алюминия в поверхностных слоях свидетельствует об эффективности использования покрытий диоксида титана, выращиваемых методом ALD, в качестве барьерных слоев для снижения выхода примесей на поверхности титановых имплантатов и их негативного влияния на ткани живого организма.
Литература:
1. Козлова М.В., Мкртумян А.М., Базикян Э.А., Белякова А.С., Дзиковицкая Л.С. Хирургическая стоматология и челюстно-лицевая хирургия, 2019. С. 46-51.
2. Бутовский К.Г. и др. Электроплазменное напыление в производстве внутрикостных имплантатов. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. С. 200.
3. Шубладзе Г.К. Медицинский алфавит 13/2014. С. 20-25.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ДЕЛЕЦИЙ ЗОН УСКОРЕННОГО РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА В ЛОКУСЕ CNTN6 В РАННИХ ЭТАПАХ НЕЙРОГЕНЕЗА
А.С. Чвилёва1, А.М. Юнусова2, И.Е. Пристяжнюк2,
А.С. Рыжкова2, А.В. Смирнов2,
П.С. Белокопытова1, 2, Т.А. Шнайдер2
1 Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
2 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, Россия
e-mail: a.chvileva@g.nsu.ru
Ключевые слова: HAR, CNTN6, церебральные органоиды, нейрогенез, регуляторные элементы.
Наследственные интеллектуальные нарушения встречаются у 2-3% родившихся детей. Показано, что до 25% этих патологий связаны с вариабельностью числа копии генов. Одним из ярких примеров является ген CNTN6 [1]. Большинство описанных мутаций в гене представлены CNV крупных размеров, вызывающие нарушения умственного развития человека, однако точечная мутация была обнаружена только в одном клиническом случае.
По этой причине было выдвинуто предположение о наличии регуляторных элементов в локусе CNTN6, удаление которых может приводить к нарушениям ранних этапов нейрогенеза человека. С помощью биоинформационного анализа в данном локусе были выявлены две зоны ускоренного развития человека — HAR (Human Accelerated Regions) [2], которые могут выполнять энхан-серную функцию. Целью данной работы является исследование роли HAR в локусе CNTN6. С помощью системы редактирования генома CRISPR/Cas9 были получены линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с делециями районов, содержащих HAR. Полученные линии были дифференцированы в церебральные органоиды [3], для которых проведен морфологический анализ особенностей ранних этапов нейрогенеза.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 19-29-04067 мк) и Министерства науки и высшего образования РФ (проект № 075-15-2021-1063). Культивирование линий ИПСК проводили на базе ЦКП «Коллекция плюрипотентных культур клеток человека и млекопитающих общебиологического и биомедицинского направления» ИЦиГ СО РАН. Микроскопический анализ проведен на базе ЦКП микроскопического анализа биологических объектов ИЦиГ СО РАН.
