Научная статья на тему 'ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ И СООТНОШЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ФИЛАМЕНТОВ ЭПИТЕЛИАЛЬНОГО И МЕЗЕНХИМАЛЬНОГО ФЕНОТИПОВ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ КРЫС В ЭМБРИОНАЛЬНОМ И ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДАХ МОРФОГЕНЕЗА'

ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ И СООТНОШЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ФИЛАМЕНТОВ ЭПИТЕЛИАЛЬНОГО И МЕЗЕНХИМАЛЬНОГО ФЕНОТИПОВ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ КРЫС В ЭМБРИОНАЛЬНОМ И ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДАХ МОРФОГЕНЕЗА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
45
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЕЧЕНЬ / ГЕПАТОГЕНЕЗ / ЭПИТЕЛИАЛЬНО-МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЙ ПЕРЕХОД / МЕЗЕНХИМАЛЬНО-ЭПИТЕЛИАЛЬНЫЙ ПЕРЕХОД / ВИМЕНТИН / ЦИТОКЕРАТИН 18 / ГЕПАТОБЛАСТ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Дворяшина И.А., Великородная Ю.И., Терентьев А.В., Загребин В.Л.

В последние годы растет понимание того, что молекулярные механизмы морфогенеза печени задействованы как в механизмах регенерации, так и патогенеза некоторых заболеваний этого органа. Значительную роль в процессах эмбриогенеза, морфогенеза и регенерации играют эпителиально-мезенхимальный и мезенихимально-эпителиальный переходы. Цель исследования - охарактеризовать локализацию и соотношение эпителиальных и мезенхимальных клеток в печеночной ткани во время эмбрионального и постнатального развития печени крыс как возможный критерий мезенхимально-эпителиального перехода. Иммуногистохимическим методом выявляли продукцию маркера мезенхимальных клеток (виментина) и маркера эпителиальных клеток (цитокератина 18) в клетках печени крыс, начиная с 10 сут. эмбрионального развития до взрослых особей. с помощью иммуногистохимического окрашивания с двойной флуоресценцией и с последующей морфометрией рассчитывали относительную площадь, занимаемую клетками, синтезирующими данные маркеры. результаты проведенного исследования продемонстрировали, что по мере развития печени содержание цитокератина 18 увеличивалось, в то время как продукция виментина снижалась, за исключением периода с 1 по 17 сут. после рождения, когда количество виментина возрастало. Кроме того, в печени зародышей на 10 и 17 сут. гестации были обнаружены гибридные клетки, которые синтезировали оба промежуточных микрофиламента. таким образом, на основании изменения соотношения виментина к цитокератину 18 в процессе эмбрионального и постнатального морфогенеза печени и наличия гибридных клеток, содержащих оба белка, можно сделать предположение о возможном происхождении части гепатоцитов путём мезенхимально-эпителиального перехода.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Дворяшина И.А., Великородная Ю.И., Терентьев А.В., Загребин В.Л.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DISTRIBUTION OF CYTOKERATINS AND VIMENTIN IN RATS LIVER AT VARIOUS STAGES OF ONTOGENESIS

In recent years, there has been increasing understanding that the molecular mechanisms of liver morphogenesis are also involved in the mechanisms of regeneration and pathogenesis of some organ diseases. Epithelial-mesenchymal and mesenichymal-epithelial transitions play a significant role in embryogenesis, morphogenesis and regeneration. The aim of the study was to characterize the localization and ratio of epithelial and mesenchymal cells in the liver tissue during embryonic and postnatal development of rat liver as a possible criterion for mesenchymal-epithelial transition. We have analyzed immunohistochemically the production and distribution of vimen-tin (mesenchymal marker) and cytokeratin 18 (epithelial marker) in the liver tissue of rats from day 1 0 of embryonic development to adults. The relative area of hybrid cells has determined by double immunofluorescence followed by morphometry. The study showed that as the liver develops, the content of the epithelial marker (cy-tokeratin 18) increases, while the production of the mesenchymal marker (vimentin) decreases, with the exception of the period from 1 to 17 days after birth, when the amount of vimentin increases. In addition, hybrid cells were found in the liver of embryos on days 10 and 17 of gestation, which synthesized both intermediate microfilaments - vimentin and cytokeratin 1 8. Thus, based on the ratio of vimentin and cytokeratin 18 in the process of embryonic and postnatal liver morphogenesis and the presence of hybrid cells allow make an assumption about the origin of a part of hepatocytes by mesenchymal-epithelial transition.

Текст научной работы на тему «ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ И СООТНОШЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ФИЛАМЕНТОВ ЭПИТЕЛИАЛЬНОГО И МЕЗЕНХИМАЛЬНОГО ФЕНОТИПОВ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ КРЫС В ЭМБРИОНАЛЬНОМ И ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДАХ МОРФОГЕНЕЗА»

DOI: 10.23868/202110008

ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ И СООТНОШЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ФИЛАМЕНТОВ ЭПИТЕЛИАЛЬНОГО И МЕЗЕНХИМАЛЬНОГО ФЕНОТИПОВ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ КРЫС В ЭМБРИОНАЛЬНОМ И ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДАХ МОРФОГЕНЕЗА

И.А. Дворяшина1, Ю.И. Великородная2, А.В. Терентьев1, В.Л. Загребин1 Постутж тт.2021

Принята к печати: 28.10.2021

1 Волгоградский государственный медицинский университет, Опубликована on-line: 30.10.2021 Волгоград, Россия

2 Волгоградский медицинский научный центр, Волгоград, Россия

DISTRIBUTION OF CYTOKERATINS AND VIMENTIN IN RATS LIVER AT VARIOUS STAGES OF ONTOGENESIS

I.A. Dvoryashina1, Yu.I. Velikorodnaya2, A.V. Terent'ev1, V.L. Zagrebin1

1 Volgograd State Medical University, Cytology, Volgograd, Russia

2 Volgograd Medical Research Center, Volgograd, Russia

e-mail: germionna@Yandex.ru

В последние годы растет понимание того, что молекулярные механизмы морфогенеза печени задействованы как в механизмах регенерации, так и патогенеза некоторых заболеваний этого органа. Значительную роль в процессах эмбриогенеза, морфогенеза и регенерации играют эпителиально-мезенхи-мальный и мезенихимально-эпителиальный переходы.

Цель исследования — охарактеризовать локализацию и соотношение эпителиальных и мезенхимальных клеток в печеночной ткани во время эмбрионального и постнатального развития печени крыс как возможный критерий мезенхимально-эпителиального перехода. Иммуногистохимическим методом выявляли продукцию маркера мезенхимальных клеток (виментина) и маркера эпителиальных клеток (цитокератина 18) в клетках печени крыс, начиная с 10 сут. эмбрионального развития до взрослых особей. С помощью иммуногистохимического окрашивания с двойной флуоресценцией и с последующей морфометрией рассчитывали относительную площадь, занимаемую клетками, синтезирующими данные маркеры. Результаты проведенного исследования продемонстрировали, что по мере развития печени содержание цитокератина 18 увеличивалось, в то время как продукция виментина снижалась, за исключением периода с 1 по 17 сут. после рождения, когда количество виментина возрастало. Кроме того, в печени зародышей на 10 и 17 сут. гестации были обнаружены гибридные клетки, которые синтезировали оба промежуточных микрофиламента. Таким образом, на основании изменения соотношения виментина к цито-кератину 18 в процессе эмбрионального и постнатального морфогенеза печени и наличия гибридных клеток, содержащих оба белка, можно сделать предположение о возможном происхождении части гепатоцитов путём мезенхимально-эпителиального перехода.

Ключевые слова: печень, гепатогенез, эпителиально-ме-зенхимальный переход, мезенхимально-эпителиальный переход, виментин, цитокератин 18, гепатобласт.

Введение

Активное изучение молекулярных механизмов морфогенеза печени в течение последних 20 лет способствовало пониманию патогенетических механизмов многих заболеваний этого органа [1]. При этом вопросы клеточной дифференцировки в процессе гепатогенеза остаются актуальными и могут стать базисом для технологии производства ткани печени in vitro. Выяснение того, какие процессы и механизмы участвуют в развитии такого сложного органа, как печень, во время эмбриогенеза и на этапах постнатального морфогенеза, даст представление о том, как можно стимулировать регенерацию печени и создать функциональную замещающую ткань, т. к. заболевания печени, включая фиброз, цирроз, гепатит и гепатокарциному, входят в число основных причин заболеваемости и смертности [2].

В последнее время исследователи обнаружили гены, регулирующие гепатогенез. Было показано, что

In recent years, there has been increasing understanding that the molecular mechanisms of liver morphogenesis are also involved in the mechanisms of regeneration and pathogenesis of some organ diseases. Epithelial-mesenchymal and mesenichymal-epithelial transitions play a significant role in embryogenesis, morphogenesis and regeneration.

The aim of the study was to characterize the localization and ratio of epithelial and mesenchymal cells in the liver tissue during embryonic and postnatal development of rat liver as a possible criterion for mesenchymal-epithelial transition. We have analyzed immunohistochemically the production and distribution of vimen-tin (mesenchymal marker) and cytokeratin 18 (epithelial marker) in the liver tissue of rats from day 10 of embryonic development to adults. The relative area of hybrid cells has determined by double immunofluorescence followed by morphometry. The study showed that as the liver develops, the content of the epithelial marker (cy-tokeratin 18) increases, while the production of the mesenchymal marker (vimentin) decreases, with the exception of the period from 1 to 17 days after birth, when the amount of vimentin increases. In addition, hybrid cells were found in the liver of embryos on days 10 and 17 of gestation, which synthesized both intermediate microfilaments — vimentin and cytokeratin 18. Thus, based on the ratio of vimentin and cytokeratin 18 in the process of embryonic and postnatal liver morphogenesis and the presence of hybrid cells allow make an assumption about the origin of a part of hepatocytes by mesenchymal-epithelial transition.

Keywords: liver, hepatogenesis, epithelial-mesenchymal transition, mesenchymal-epithelial transition, vimentin, cytokeratin 18, hepatoblast.

многие сигнальные пути и факторы транскрипции участвуют в разных, иногда прямо противоположных процессах, во время эмбриогенеза [3]. Многочисленные эмбриологические эксперименты на лабораторных животных продемонстрировали, что развитие печени происходит за счет последовательных взаимодействий между эмбриональной энтодермой и близлежащей мезодермой [4]. Классическая теория развития печени основана на исследованиях середины ХХ века, согласно которой предшественники гепатоцитов внедряются в мезенхиму поперечной перегородки из эпителия первичной кишки и таким образом формируются мезенхимальный и эпителиальный ростки печени [5, 6]. Однако имеющиеся данные о продукции эпителиальных маркеров клетками мезенхимы печени дают возможность предположить существование альтернативного источника развития гепатобластов из клеток мезенхимы поперечной перегородки [7].

Основным функциональным типом клеток печени млекопитающих являются гепатоциты, на которые приходится 78% объёма паренхимы органа. Билиарные эпителиальные клетки (холангиоциты), синусоидальные эндотелиальные клетки, звездчатые клетки печени (клетки Ито), миофибробласты, клетки Купфера и пит-клетки (специфичные для печени естественные клетки-киллеры) представляют собой большинство негепатоци-тарных типов клеток во взрослой печени [8]. Гепатоциты и холангиоциты происходят из гепатобластов, которые выходят из энтодермы передней кишки и вторгаются в мезенхиму поперечной перегородки, образуя зачаток печени [9]. Однако вопрос происхождения двух основных клеточных ростков печени — эпителиального и мезенхи-мального, до сих пор остаётся дискутабельным.

Во время органогенеза эпителиальные клетки могут приобретать фенотип мезенхимальных клеток посредством эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП)*. Обратный процесс — мезенхимально-эпителиальный переход (МЭП) — может быть задействован в образовании эпителиальных клеток [10].

В ходе раннего эмбриогенеза в процессе ЭМП в клетках, которые дадут рост зародышевым листкам, а затем и тканям, происходит реорганизация актинового цитоскелета и потеря апикально-базальной полярности, что является важным условием для приобретения клетками миграционного фенотипа [11]. Во время МЭП мезенхимальные клетки постепенно приобретают апикально-базальную полярность при участии эволюционно консервативной группы белков и активации различных, чётко определённых механизмов. Так, связанные с приобретением полярности рецепторы ламины активируют различные мембранные домены белковых комплексов Crumbs, Cdc42-Par3-Par6-aPKC и Scribble, стабилизируют их и приводят к образованию плотных межклеточных контактов на вершине латеральной поверхности клеток и реорганизации цитоскелета и орга-нелл [12]. Данные о чередовании экспрессии характерных генов эпителиальных и мезенхимальных клеток позволяют предположить, что такая сменяемость эпителиальных и мезенхимальных признаков фенотипа клетки в процессе онтогенеза является общей закономерностью [13].

Печень известна своим регенераторным потенциалом, в том числе благодаря способности гепатоцитов к пролиферации [14]. Опубликовано большое количество экспериментальных работ о возможности образования гепатоцитов из костномозговых клеток и при участии кроветворных стволовых клеток [15-17]. Так же в регенерации печени участвуют и обладают потенциями региональных стволовых клеток печени клетки Ито [7] и клетки Купфера [18], относящиеся к мезенхимальным клеткам печени, а одним из возможных механизмов регенерации с участием данного типа клеток является МЭП.

Цель исследования — определить локализацию и соотношение эпителиальных и мезенхимальных клеток в печеночной ткани во время эмбрионального и постна-тального развития печени крыс как возможный критерий мезенхимально-эпителиального перехода.

Материал и методы

Дизайн эксперимента

Исследование проводили на белых беспородных крысах весом 200-250 г. (n=36). При постановке

Мнение и трактовка приводимых фактов может не совпадать с мнением редакции.

экспериментов руководствовались международными принципами гуманного обращения с животными, национальным законом и рекомендациями локального этического комитета. Исследование одобрено на заседании Комиссии по экспертизе диссертационных исследований Регионального Исследовательского Этического Комитета, протокол № 20013-2015 от 7 апреля 2015 г.

Крыс содержали в клетках по 8 особей в каждой в помещениях с искусственным освещением при 20-22 °С в условиях свободного доступа к воде и пище. Эвтаназию крыс осуществляли диэтиловым эфиром с последующей транслокацией шейных позвонков.

Для анализа морфофункциональных характеристик клеток печени крыс на различных этапах онтогенеза производили забор образцов печеночной ткани: на 10 (n=6) и 17 (n=6) сут. эмбрионального (антенатального) периода развития и на 1 (n=8) и 14 (n=8) сут. постнаталь-ного периода развития животных. Контролем служили образцы печени взрослых лабораторных крыс (n=8). Методом иммуногистохии выявляли продукцию маркера мезенхиальных клеток (виментина) и маркера эпителиальных клеток (цитокератина 18) в клетках печени крыс, начиная с 10 сут. эмбрионального развития до взрослых особей. С помощью иммуногистохимического окрашивания с двойной флуоресценцией и с последующей морфо-метрией рассчитывали относительную площадь, занимаемую клетками, синтезирующими данные маркеры.

Иммуногистохимический метод исследования

Парафиновые срезы образцов тканей печени толщиной 5 мкм для иммуногистохимии (ИГХ) монтировали на стекла, обработанные поли-1_-лизином (Menzel, Австралия). Для определения локализации цитокератина-18 применяли кроличьи моноклональ-ные антитела С-04 (Novusbio, Канада), для выявления виментина — кроличьи моноклональные антитела V9 (Invitrogen, США). Для блокирования эндогенной пероксидазы срезы инкубировали в течение 20 мин. в 3% растворе перекиси водорода. Постановку ИГХ реакций проводили с помощью пероксидазы-полимер-ной системы визуализации по стандартному протоколу фирмы-производителя (Dako, США). Антитела демаскировали кипячением срезов при 100 °С в цитратном буфере (рН=6,0) в течение 10 мин. Пероксидазу проявляли 3-3-диаминобензидином из набора реактивов фирмы-производителя. На заключительном этапе реакции срезы докрашивали гематоксилином Майера. Негативным контролем служили препараты без инкубации с антителами при полном соблюдении остальных этапов протокола [19].

Иммуногистохимическое окрашивание

с двойной флуоресценцией

Для определения солокализации виментина и цито-кератина 18 использовали метод ИГХ окрашивания с двойной флуоресценцией с помощью комбинации первичных антител к цитокератину 18 (мышиные моно-клональные антитела, Novusbio, Канада) и виментину (кроличьи моноклональные антитела (GeneTex, Int. Corp., Тайвань, КНР). Для визуализации применяли вторичные антитела фирмы Abcam (Великобритания): конъюгиро-ванные с флуорохромом Alexa 594 (козьи-антикроличьи антитела) и с FITC (козьи-антимышиные антитела). По окончании всех процедур окрашивания на срезы наносили несколько капель заключающей среды, содержащей DAPI (Sigma-Aldrich, США) [19].

■ " • л ^: ' V . ■ Щ ^Лш^ т

1 - , ■■ „. и - > . pi; ! • .. «¿V. -V Л - «-¿я? Р- -ft,. ^ ,

м-* ■•A./j.^v .лv ' *•

J^M' >"■/ : -i.....<•■

Рис. 1. Динамика изменения локализации клеток, синтезирующих виментин, в печени крыс: А — взрослая крыса; Б — зародыш крысы, 10 сут.; В — зародыш крысы, 17 сут.; Г — новорожденная крыса, 1 сут.; Д — крыса, 14 сут. Иммуногистохимическая реакция с антителами к виментину. Докраска ядер гематоксилином Майера. Ув. х200

Морфометрия

Полученные ИГХ препараты изучали и фотографировали с помощью микроскопа AxioScope (ZEISS, Германия), оборудованного цифровой камерой AxioCam 506 color (ZEISS, Германия). Анализ иммунофлюорес-центных препаратов выполняли с помощью микроскопа Axiolmager Z2 (ZEISS, Германия), оборудованного соответствующими флуоресцентными фильтрами и камерой высокого разрешения AxioCam HRm. Относительную площадь, занимаемую цитокератином-18 и виментином, рассчитывали с помощью программ ZEN 2012 (ZEISS, Германия) и Image-Pro Plus (Media Cybernetics, США).

Статистический анализ

Статистическую обработку полученных результатов выполняли с использованием программы Statistica 6.0 (StatSoft, США). Рассчитывали параметры среднего арифметического значения (М) и стандартного отклонения (SD). Сравнения между группами проводили с помощью непараметрического метода анализа (U-критерий Манна-Уитни). Различия считали значимыми при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Локализация виментина в клетках печени

крыс в эмбриональном и постнатальном

периодах развития печени

Виментин — белок промежуточных микрофиламен-тов, функционально участвующий в поддержании структуры мезенхимальных клеток, служит одним из маркеров ЭМП и МЭП [20].

При ИГХ исследовании ткани печени взрослых крыс положительная реакция на виментин была зарегистрирована в звездчатых клетках и клетках Купфера, стенках желчных канальцев, а также в эпителиальных клетках желчных протоков и эндотелиоцитах сосудов (рис. 1А).

У 10 сут. зародышей отмечали отложения виментина в эндотелиальной выстилке синусоидов и желчных канальцев. Также в ткани печени были обнаружены недифференцированные мезенхимальные клетки

печени с гранулами виментина, окрашенными в темно-коричневый цвет, и небольшое количество клеток с фенотипом гепатобластов, содержащих гранулы виментина (рис. 1Б). Наличие гранул виментина в гепа-тобласте может говорить о происхождении этих клеток путем МЭП [21].

В ткани печени 17 сут. зародышей крыс так же были выявлены отложения иммунопозитивных депозитов виментина в эндотелиальном слое синусоидных капилляров, портальных артериол, венул, центральных вен и в стенке желчных канальцев (рис. 1В). Кроме этого, были обнаружены клетки с фенотипом гепатоцитов и с пылевидными иммунопозитивными к виментину включениями в цитоплазме этих клеток, что является признаком клеток в состоянии МЭП на завершающей стадии. Было отмечено значительно возросшее количество недифференцированных мезенхимальных клеток печени с гранулами виментина, окрашенными в темно-коричневый цвет, по сравнению с предыдущим этапом развития, на фоне уменьшения общего количества недифференцированных клеток.

В ткани печени 1 сут. крысят виментин был обнаружен в эндотелиальной выстилке сосудов и звездчатых клетках, были выявлены виментин-позитивные гепатобласты и гепатоциты (рис. 1Г). В ткани печени 14 сут. крысят распределение клеток, синтезирующих виментин, было схоже с таковым в ткани печени взрослых животных: снижалось количество недиференцированных мезенхимальных клеток и виментин-позитивных гепатоцитов (рис. 1Д).

Локализация цитокератина 18 в клетках печени крыс в эмбриональном и постнатальном периодах развития печени

Цитокератин 18 является основным белком промежуточных филаментов в печени и одним из наиболее заметных маркеров эпителиальных клеток печени (в том числе гепатоцитов) [22].

В нормальной ткани печени взрослых животных цито-кератин 1 8 был локализован преимущественно около цитоплазматических мембран эндотелиоцитов желчных канальцев, кровеносных сосудов и гепатоцитов. Кроме

Рис. 3. Соотношение эпителиальных и мезенхмальных филаментов в печени крыс на разных этапах гепатогенеза: зелёный цвет — цитокератин 18, красный цвет — виментин; ядра докрашенны ОДР!. Стрелками обозначены гибридные клетки на переходной стадии МЭП: А — зародыш крысы, 10 сут., Б — зародыш крысы, 17 сут. Ув. х400

этого, небольшие гранулы цитокератина 18 были выявлены в цитоплазме гепатоцитов, а в области портальных триад были обнаружены яркоокрашенные малодиффе-ренцированные (малые) гепатоциты (рис. 2А).

У 10 сут. зародышей крыс в печени было выявлено большое количество клеток неправильной формы с фенотипом гепатобластов, содержащих крупные гранулы цитокератина 18 в цитоплазме и около мембраны (рис. 2Б). Следует отметить, что в цитоплазме гепато-цитов взрослых крыс крупные гранулы цитокератина 18 отсутствовали.

У 17 сут. зародышей крыс так же были обнаружены иммунопозитивные к цитокератину 18 клетки неправильной формы с фенотипом гепатобластов и мало-дифференцированные гепатоциты с нежной пылевидной цитоплазмой и преимущественно околомембранной локализацией цитокератина 18 (рис. 2В). Таким образом, к 17 сут. эмбрионального развития по локализации цито-кератина 18 можно выделить две степени зрелости клеток, что указывает на неравномерную скорость их созревания.

Можно предположить, что на данном этапе онтогенеза гепатобласты начинают приобретать свойственный гепа-тоцитам иммуногистохимический фенотип.

В клетках печени 1 сут. и 14 сут. крысят распределение цитокератина 1 8 было характерным для зрелых гепатоцитов: локализация преимущественно в виде мембранной формы (рис. 2Г, Д).

Динамика изменения соотношения виментина и цитокератина 18 в клетках печени крыс на различных этапах онтогенеза

Для определения солокализации виментина и цитоке-ратина 18 использовали иммунофлуоресцентный метод двойного окрашивания антителами на одном препарате ткани печени крыс. В ткани печени зародышей крысы на 1 0 и 1 7 сут. гестации были обнаружены клетки, которые синтезировали оба промежуточных микрофила-мента, что, по нашему мнению, косвенным образом указывало на незавершенный ЭМП у данных клеток (рис. 3).

Для дополнительной характеристики МЭП при дифференцировке клеток печени был проведен количественный анализ изменений относительного количества виментина и цитокератина 18 (рис. 4).

Было показано, что относительная площадь клеток, синтезирующих виментин, на препаратах печени 10 сут. и 17 сут. зародышей крыс была достоверно (p<0,01) больше, чем на препаратах печени взрослых животных, постепенно снижалась с 13% на 10 сут. эмбрионального развития до 4,47% на момент рождения крысят и достоверно не отличалась на препаратах печени 1 сут. и 14 сут. крысят от таковой на препаратах печени взрослых животных.

Обнаруженный феномен, вероятно, можно объяснить гепатобластическим типом кроветворения у зародышей и снижением кроветворной функции печени.

относительная площадь эпителиальных цитоке-ратин-позитивных клеток, по сравнению с виментин-позитивными клетками, наоборот, повышалась с 17,7% на 10 сут. эмбрионального развития до 23,8% на момент рождения, затем незначительно понижалась до 22,4% на 1 4 сут. после рождения и окончательно возрастала до 33,7% у взрослых особей (см. рис. 4). Статистический анализ показал, что количество синтезирующих цитоке-ратин 18 клеток на препаратах печени 17 сут. зародышей крыс было достоверно меньше (p<0,01), чем на препаратах печени взрослых животных, но достоверно больше (p<0,01), чем на препаратах печени 10 сут. зародышей. Наблюдаемые изменения относительной площади клеток, синтезирующих цитокератин 18, предположительно, являются следствием увеличения эпителиальных клеток не только в размере, но и в их количестве по отношению к мезенхимальным клеткам.

В то же время, относительная площадь клеток, синтезирующих цитокератин 18, на препаратах печени 1 сут. и 1 4 сут. крысят была достоверно меньше, чем на препаратах печени взрослых крыс, что может объясняться сохранением недифференцированных клеток и разной плотностью распределения гепатоцитов в тканях печени крысят и взрослых особей.

Снижение соотношения виментина к цитокератину 18 (см. рис. 4, динамическая кривая) с 10 сут. эмбрионального развития до рождения указывает на доминирование цитокератина 1 8 над виментином, подтверждая возможность МЭП в процессе эмбрионального развития печени [23]. Ранее группа исследователей так же продемонстрировала, что добавление экстракта неонаталь-ной печени в культуру стволовых клеток способствует их МЭП, подавляя фибробластоидный фенотип и индуцируя синтез эпителиальных маркеров в мезенхимальных клетках [24].

В ткани печени на 14 сут. после рождения было отмечено увеличение содержания мезенхимальных белков относительно эпителиальных, что могло быть

ЛИТЕРАТУРА [REFERENCES]:

1. Gordillo M., Evans T., Gouon-Evans V. Orchestrating liver development. Dev. 2015; 142(12): 2094-108.

2. Asrani S.K., Devarbhavi H., Eaton J. et al. Burden of liver diseases in the world. J. Hep. 2019; 70(1): 151-71.

3. Zhao R., Duncan S.A. Embryonic development of the liver. Hep. 2005; 41: 956-67.

4. Zaret K.S. Genetic programming of liver and pancreas progenitors: lessons for stem-cell differentiation. Nat. Rev. Genet. 2008; 9(5): 329-40.

5. Le Douarin N.M. An experimental analysis of liver development. Med. Biol. 1975; 53: 427-55.

6. Houssaint E. Differentiation of the mouse hepatic primordium. I. An analysis of tissue interactions in hepatocyte differentiation. Cell Differ. 1980; 9: 269-79.

7. Гумерова А.А., Киясов А.П., Калигин М.С. и др. Участие клеток Ито в гистогенезе и регенерации печени. Клеточная трансплантология

следствием образования мезенхимальных клеток печени из недифференцированного мезенхимального ростка и(или) гепатобластов путем ЭМП (рис. 4). В то же время в ткани печени у взрослых особей было зарегистрировано снижение соотношения виментина к цитокератину 18, вероятно, благодаря пролиферации клеток эпителиального ростка (в первую очередь гепатоцитов).

Э 10 сут Э 17 сут 1 с 14 с Взрослые Периоды онтогенеза в■ Вим ^т ЦК18 -.- Вим/ЦК18

Рис. 4. Динамика изменения соотношения относительной площади виментина к относительной площади цитокератина 18 на разных этапах онтогенеза. Э — эмбриональный период

Заключение

Наличие клеток, содержащих белки, характерные как для эпителиального, так и мезенхимального фенотипов, а также анализ изменения локализации виментина и цитокератина 18 в клетках печени в процессе эмбрионального и постнатального морфогенеза печени позволяют сделать предположение о происхождении части гепатоцитов путём МЭП. Так, на первых этапах морфогенеза печени имеется паренхиматозное преимущество виментина, что характерно для мезенхимальных и переходных эпителиальных клеток. Часть эпителиальных клеток образуется путём МЭП, что подтверждается изменением соотношения виментина к цитокератину 18 с увеличением доли маркера эпителиальных клеток. В гепатобластах обнаруживаются гранулы виментина, что так же указывает на их происхождение путем МЭП. На следующем этапе, к моменту рождения, происходит дальнейшее смещение мезенхимально-эпителиального баланса в сторону эпителиального клеточного ростка до 14 сут. после рождения, когда осуществляется инверсия с увеличением количества мезенхимальных маркеров клеток, которые образуются и в результате обратного процесса — ЭМП.

и тканевая инженерия 2007; 2(4): 39-46 [Gumerova A.A., Kiyasov A.P., Kaligin M.S. et al. Participation of Ito cells in liver histogenesis and regeneration. Cellular Transplantology and Tissue Engineering 2007; 2(4): 39-46].

8. Rossi J.M., Dunn N.R., Hogan B.L. et al. Distinct mesodermal signals, including BMPs from the septum transversum mesenchyme, are required in combination for hepatogenesis from the endoderm. Genes Dev. 2001; 15: 1998-2009.

9. Lemaigre F., Zaret K.S. Liver development update: new embryo models, cell lineage control, and morphogenesis. Curr. Opin. Genet. Dev. 2004; 14: 582-90.

10. Pei D., Shu X., Gassama-Diagne A. et al. Mesenchymal-epithelial transition in development and reprogramming. Nat. Cell Biol. 2019; 21(1): 44-53.

11. Nieto M.A., Huang R.Y., Jackson R.A. et al. EMT: 2016. Cell 2016; 166: 21-45.

12. Rodriguez-Boulan E., Macara I.G. Organization and execution of the epithelial polarity programme. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2014; 15: 225-42.

13. Репин B.C., Сабурина И.Н. Обратимые эпителио-мезенхимальные трансформации клеток в эмбриогенезе и постнатальном обновлении тканей. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2006; 1(3); 64-72 [Repin B.C., Saburina I.N. Reversible epithelial-mesenchymal cell transformations in embryogenesis and postnatal tissue regeneration. Cellular Transplantology and Tissue Engineering 2006; 1(3); 64-72].

14. Ельчанинов А.В., Макаров А.В., Воробьева И.Г. и др. Регуляция пролиферации гепатоцитов после субтотальной резекции печени крыс. Гены и Клетки 2018; 13(4): 37-42 [Elchaninov A.V., Makarov A.V., Voro-bieva I.G. et al. Regulation of hepatocyte proliferation after subtotal resection of rat liver. Genes and Cells 2018; 13(4): 37-42].

15. Theise N.D., Badve S., Saxena R. et al. Derivation of hepatocytes from bone marrow cells of mice after radiation-induced myeloablation. Hep. 2000a; 31: 235-40.

16. Theise N.D., Nimmakayalu M., Gardner R. et al. Liver from bone marrow in humans. Hep. 2000b; 32: 11-6.

17. Petersen B.E., Grossbard B., Hatch H. et al. Mouse A6-positive hepatic oval cells also express several hematopoietic stem cell markers. Hep. 2003; 37: 632-40.

18. Титова А.А., Бурганова Г.Р., Шарипова Э.И. и др. Звездчатые клетки печени стимулируют регенерацию печени крыс после частичной

гепатэктомии на фоне подавления пролиферации гепатоцитов. Гены и Клетки 2014; 9(3А): 131-5 [Titova A.A., Burganova G.R., Sharipova E.I. et al. Liver stellate cells stimulate liver regeneration in rats after partial hepa-tectomy against the background of suppression of hepatocyte proliferation. Genes and Cells 2014; 9(3А): 131-5].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

19. Oliver C., Jamur M.C. Immunocytochemical methods and protocols. Methods Mol. Biol. New York: Humana press; 2010.

20. Arias A.M. Epithelial mesenchymal interactions in cancer and development. Cell 2001; 105: 425-31.

21. Mansuroglu T., Dudas J., Elmaouhoub A. et all Hepatoblast and mesenchymal cell-specific gene-expression in fetal rat liver and in cultured fetal rat liver cells. Histochem. and Cell Biol. 2009; 132(1): 11-9.

22. Linder S., Havelka A.M., Ueno T. et al. Determining tumor apoptosis and necrosis in patient serum using cytokeratin 18 as a biomarker. Cancer Lett. 2004; 214(1): 1-9.

23. Li B., Zheng Y.W., Sano Y. et al. Evidence for mesenchymal-epithelial transition associated with mouse hepatic stem cell differentiation. PLOS One 2011; 6(2): e17092.

24. Ковина М.В., Платонова Л.В., Крашенинников М.Е. Может ли экстракт из растущей печени (HRS) способствовать мезенхимально-эпителиальному переходу стволовых клеток? Гены и Клетки 2017; 12(3): 123 [Kovina M.V., Platonova L.V., Krasheninnikov M.E. Can growing liver extract (HRS) promote mesenchymal-epithelial stem cell transition? Genes and Cells 2017; 12(3): 123].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.