CC BY
4
ПОИСК ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ, РЕГУЛИРУЮЩИХ ТРАНСКРИПТОМ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РЕЗКОМ СНИЖЕНИИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
Д.В. Попов1, 2, П.А. Махновский1, А.А. Борзых1, Е.М. Леднев1, Т.Ф. Вепхвадзе1, 2, Н.С. Курочкина1, Е.С. Томиловская1, О.И. Орлов1
1 Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, Россия
2 МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
e-mail: danil-popov@Yandex.ru
Ключевые слова: скелетная мышца, гипокинезия, «сухая» иммерсия, транскриптом, транскрипционный фактор, РНК секвенирование, позиционная весовая матрица, открытый хроматин.
Резкое снижение двигательной активности (постельный режим, микрогравитация в космосе и т. п.) оказывает негативное влияние на функции скелетных мышц и на организм в целом. Так, уже через неделю гипокинезии происходит снижение мышечной массы (~0,4%/ день) и силы, митохондриальной плотности, активности окислительных ферментов и работоспособности, а также инсулиновой чувствительности мышц и организма. Эти изменения связаны с подавлением трансляции, увеличением деградации мышечных белков и с масштабными изменениями в генной экспрессии. Изменение транс-криптомного профиля скелетных мышц, вызванное гипокинезией, достаточно хорошо охарактеризовано [1, 2], однако регуляторные механизмы, ответственные за эти изменения (в частности, транскрипционные факторы и ассоциированные с ними сигнальные пути), изучены явно недостаточно.
В докладе обсуждается влияние резкого снижения двигательной активности (6 суток нахождения в «сухой» иммерсии) на изменения транскриптомного профиля (RNA-seq) m. soleus — основной постуральной мышцы, состоящей преимущественно из медленных мышечных волокон, и смешанной m. vastus lateralis. В базальном состоянии генная экспрессия значительно различается между этими мышцами (~1500 мРНК). Нахождение в иммерсии вызывает значительно более выраженные изменения транскриптома в m. soleus (562 мРНК увеличили и 996 мРНК снизили экспрессию), чем в m. vastus lateralis (209 мРНК увеличили и 392 мРНК снизили экспрессию).
Среди генов, изменивших экспрессию, были выделены кластеры со сходным экспрессионным профилем — предположительно, корегулируемые гены. Поиск транскрипционных факторов, ассоциированных с изменением экспрессии, проводили для каждого кластера методом позиционных весовых матриц. Для этого искали мотивы связывания транскрипционных факторов в индивидуальном для каждого гена промоторном регионе — открытый хроматин вокруг старта инициации транскрипции, определённый в нашем предыдущем исследовании [3] по данным ATAC-seq, DNase-seq и CAGE-seq.
Предложенный нами подход позволил выявить группы коэкспрессируемых генов и несколько десятков транскрипционных факторов, ассоциированных с разнонаправленными изменениями генной экспрессии в них. Часть из этих транскрипционных факторов выделены как потенциальные мишени для предотвращения негативного влияния гипокинезии на функции скелетных мышц. Значимость этих факторов для развития указанных
негативных эффектов требует дальнейшей проверки в модельных исследованиях с подавлением/увеличением генной экспрессии на клетках и/или животных. При поддержке Минобрнауки России в рамках соглашения № 075-15-2022-298 от 18.04.2022 г.
Литература:
1. Pillon N.J., Gabniel B.M., Dollet L. et al. Nat Commun. 2020. V. 11(1). P. 470.
2. Makhnovskii P.A., Bokov R.O., Kolpakov F.A., et al. Int J Mol Sci.
2021. V. 22(3). P. 1208.
3. Makhnovskii P.A., Gusev O.A., Bokov R.O., et al. Hum Genomics.
2022. V. 16(1). P. 24.
ТРАНСПЛАНТАЦИЯ КАРДИОМИОБЛАСТОВ ПОЖИЛЫМ ПАЦИЕНТАМ С КАРДИОТОКСИЧЕСКИМИ ЭФФЕКТАМИ ХИМИОТЕРАПИИ
О.Е. Поповкина, Л.Ю. Гривцова
МРНЦ им. А.Ф. Цыба - филиал ФГБУ НМИЦ радиологии Минздрава России, Обнинск, Россия
e-mail: popovkinaoe@mail.ru
Ключевые слова: кардиотоксичность, хроническая сердечная недостаточность (ХСН), перфузия миокарда, кардиомио-бласты, трансплантация, сократительная функция миокарда.
Актуальность: кардиотоксичность противоопухолевой терапии у пожилых пациентов чаще всего проявляется в виде ХСН, встречается от 5 до 57% [1, 2]. Существующие методы лечения не приводят к восстановлению количества утраченных кардиомиоцитов и уменьшению фиброза в миокарде, что могло бы увеличить сократимость и уменьшить прогрессирование ХСН [3].
Цель: оценить влияние трансплантации кардиоми-областов на показатели сократимости и перфузии миокарда при проведении химиотерапии (ХТ) у пожилых пациентов.
Материалы и методы: 3 группы пациентов (22 мужчины, 38 женщин с сердечно-сосудистой патологией и онкологическими заболеваниями в возрасте от 65 до 80 лет): 1-я — клеточная терапия после возникновения карди-отоксических эффектов на фоне ХТ, 2-я — превентивное введение кардиомиобластов, 3-я — контроль (медикаментозная терапия). Распределение пациентов по классификации NYHA: ХСН1 — 35%, ХСН11 — 43,75%, ХСН111 — 21,25%. Контроль структурно-функциональных показателей — ЭхоКГ и сцинтиграфия миокарда с Тс99т через 2, 6, 12 месяцев.
Результаты: по данным ЭхоКГ ФВ ЛЖ значимо (р <0,05) увеличилась в группах 1 и 2. В 3-й группе ФВ снижалась. Данные коррелировали с динамикой встречаемости гипокинеза участков миокарда ЛЖ в группах. По данным сцинтиграфии выявлено усиление перфузии миокарда в ответ на трансплантацию кардиомиобластов у больных с клинически выраженной ХСН. При введении кардиомиобластов в 1-й группе перфузия миокарда усиливалась на длительный период, но в меньшей степени, чем в группе 2. Положительная динамика отмечена во все сроки контроля, максимальна — через 6 мес. В 3-й группе — начиная с 2-го месяца, отмечена отрицательная динамика на фоне постоянной кардиотропной терапии. Прогрессирования основного заболевания за 12 месяцев наблюдения не отмечено.
Выводы: применение трансплантации кардиоми-областов пожилым пациентам с онкологическими
заболеваниями, особенно превентивное введение, позволяет повысить эффективность лечения ХСН, развивающейся при кардиотоксичной ХТ.
Литература:
1. Злокачественные новообразования в России в 2013 году (заболеваемость и смертность). Под ред. Каприна А.Д., Ста-ринского В.В., Петровой Г.В. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена — филиал ФГБУ «ФМИЦ им. П.А. Герцена» Минздрава России; 2015.
2. A.A. Matthews; Sh.P. Hinton; S. Stanway; et al. Lund J Natl Compr Canc Netw 2021; 19(3): 275-284.
3. Заплутанов В.А., Литовкин А.В., Белов В.Г. и др. Онкология. Журнал им. П.А. Герцена. 2016;5(2):25-28.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БИОМЕДИЦИНЫ
НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ
И СОПОЛИМЕРОВ ХИТОЗАНА
Т.Н. Попырина1, Т.С. Демина1, 2, Т.А. Акопова1
1 Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН, Москва, Россия
2 Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва, Россия
e-mail: tanjapopyrina@yandex.ru
Ключевые слова: производные, сополимеры, хитозан, микрочастицы, макропористые гидрогели, нетканые волокнистые материалы.
Ввиду большого количества требований, предъявляемых к материалам биомедицинского назначения, необходимо регулировать их свойства, в том числе за счет расширения спектра доступных технологий формования. Хитозан — продукт деацетилирования линейного полисахарида хитина, является ценным природным полимером и обладает способностью к биодеградации и биосовместимостью. Однако, существуют технологические ограничения при формовании материалов на его основе. Модифицирование его химической структуры позволит использовать различные подходы к получению трехмерных материалов с регулируемой структурой и свойствам.
Цель работы заключалась в разработке технологических подходов к получению материалов биомедицинского назначения в форме микрочастиц, нетканых микроволокнистых материалов и макропористых гидрогелей на основе производных и сополимеров хитозана.
Ряд производных и сополимеров хитозана с олиго-лактидами получен с использованием механохимиче-ских методов в отсутствие катализаторов и инициаторов процессов. Макропористые гидрогели на их основе были получены методом лиофильной сушки с последующей термообработкой [1]. Согласно данным сканирующей электронной микроскопии, все образцы гидрогелей обладали макропористой структурой с разветвленной системой взаимосвязанных пор широкого диапазона размеров, а также имели высокие степени влагопогло-щения, зависящие от химической структуры сополимера.
Микрочастицы из полилактида, покрытые хитозаном или его производными и сополимерами, были получены методом испарения растворителя из эмульсии «масло/ вода» [2]. Применение в качестве эмульгатора в дисперсионной среде производных и сополимеров хитоза-на позволило увеличить выход микрочастиц и изменить их распределение по размерам. Микрочастицы обладали сферической формой и однородной морфологией
поверхности. Качественный анализ химической структуры поверхности микрочастиц, проведенный с использованием селективного по отношению к аминогруппам хитозана флуоресцентного красителя, подтвердил наличие гидрофильных фрагментов полисахарида. Это позволило использовать полученные микрочастицы в качестве исходного материала для формования трехмерных структур методом поверхностно-селективного лазерного спекания [3].
Методом электроформования из сополимеров хитозана с олиго/полиэфирами были сформованы нетканые микроволокнистые материалы с широким распределением волокон по размерам и с выраженной шероховатостью поверхности. Качественный анализ химической структуры поверхности материала подтвердил наличие на ней гидрофильных фрагментов [4].
Литература:
1. Popyrina T.N. et. al. Polym. Sci. Ser. B. 2021. V. 63. № 5. P. 536-543.
2. Demina T. et. al. Polymers. 2021. V. 13. № 18. P. 3045.
3. Demina T.S. et. al. J. Mater. Res. 2022. V. 37. № 4. P. 933-942.
4. Demina T.S. et. al. RSC Adv. 2019. V. 9. № 64. P. 37652-37659.
ВЛИЯНИЕ СУКЦИНАТА НА ДИФФЕРЕНЦИРОВКУ КЛЕТОК С2С12
М.О. Порошина, Ю.В. Абаленихина, А.В. Щулькин, Е.Н. Якушева
ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова Министерства здравоохранения Российской Федерации, Рязань, Россия
e-mail: mia.poroshina@yandex.ru
Ключевые слова: миогенез, сукцинат, клеточная линия С2С12.
Сукцинат (анион янтарной кислоты) локализован в ма-триксе митохондрий, является важнейшим метаболитом цитратного цикла, а также вносит существенный вклад в образование аденозинтрифосфата (АТФ). Изучен путь сукцината как лиганада: при передаче сигнала через сук-цинатные рецепторы (SUCNR1) происходит индукция мобилизации Са2+, активация протеинкиназы С, фосфоли-рирование внеклеточных регулируемых киназ (ERK1/2), что может способствовать синтезу и дифференцировке структурных белков миотрубок [1]. Поэтому настоящее исследование посвящено изучению влияния сукцината на дифференцировку клеток С2С12.
Исследование выполнено на клеточной линии мышин-ных миобластов С2С12, предоставленной Институтом биологии гена (Москва). Экспериментальные группы: клетки до дифференцировки — инкубация 7 дней в питательной среде с 10%-эмбриональной бычьей сывороткой; индукция дифференцировки миобластов — инкубация 7 дней в питательной среде с 2%-лошадиной сывороткой [2]; индукция дифференцировки миобластов с добавлением сукцината (Acros Organics, США) — клетки инкубировали 7 дней в дифференцировочной питательной среде с сукцинатом в концентрации 10мкМ. Методом вестерн-блот определяли содержание миозина и а-актина. Анализ результатов производили с помощью программы «StatSoft Statistica 13.0». Для оценки статистической значимости различий использовали
