ПЕРЕПРОГРАММИРОВАНИЕ ГЕНОМА В АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЯХ КЛЕТКИ

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2019-01-05

В.Н. Хабаров(1), кандидат химических наук, П.Я. Бойков(1), доктор биологических наук, П.Л. Иванов(1, 2), А.А. Московцев(3), кандидат медицинских наук 1-АНО «Научно-исследовательский центр гиалуроновой кислоты», Российская Федерация, 119146, Москва, Комсомольский пр-т, д. 38/16; 2-ФГБУН «Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова» РАН, Российская Федерация, 117393, Москва, ул. Профсоюзная, 70; 3-ФГБНУ «НИИ общей патологии и патофизиологии», Российская Федерация, 125315, Москва, ул Балтийская, д. 8 E-mail: px716@mail.ru

Введение. Новыми направлениями современной клеточной биологии являются разработка методов перепрограммирования стволовых клеток в дифференцированные и обратного репрограммирования дифференцированных клеток в стволовые. Переходные процессы в клетках из одного устойчивого состояния в другое вызываются, как правило, стресс-факторами определенной интенсивности и длительности. Адаптация клеток к стресс-факторам в этих случаях связана с избирательной активацией множества генов – перепрограммированием генома. Цель исследования. Изучить возможности инициирования in vitro мезенхимальных стволовых клеток (МСК) в дифференцированные фибробласты кожи под влиянием комплекса гиалуроновой кислоты с наночастицами золота (НЧЗ) в ростовой среде. Определить оптимальные концентрации, длительность действия препарата и переключение генома МСК на гены, характерные для фибробластов кожи. Методы. В работе использованы методы культивирования клеток, МТТ-тесты, методы полимеразной цепной реакции (ПЦР) и обратной транскрипции для определения активности транскрипции генов. Результаты. Установлены дозовые и временны́е зависимости действия комплекса гиалуронана с наночастицами золота в активации пролиферации клеток, а также в инициировании дифференцировки стволовых клеток в фибробласты. О репрограммировании и дифференцировке МСК свидетельствует активация транскрипции гена коллагена I типа (ген COLA1) и гена виментина в определенной популяции клеток МСК. Коллаген I типа является белком для формирования межклеточного матрикса дермы кожи, а белок виментин необходим для формирования внутриклеточного матрикса фибробластов. Заключение. Показано, что комплекс гиалуроновой кислоты с НЧЗ при определенной концентрации и длительности действия инициирует перепрограммирование клеток МСК в молодые фибробласты кожи.
Ключевые слова: 
гиалуроновая кислота

Список литературы: 
  1. Хочачка П., Сомеро Дж. Стратегия биохимической адаптации. М.: Мир, 1977; 398. [Hochachka P., Somerо J. Strategies of biochemical adaptation. Mir, 1977; 398 (in Russian)]
  2. Takahashi K., Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006; 126 (4): 663–76.
  3. Хабаров В.Н. Гиалуроновая кислота в инъекционной косметологии. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2017; 240.
  4. [Khabarov V.N. Hyaluronic acid in injectable cosmetology. М.: GEOTAR-Media, 2017; 240 (in Russian)]
  5. Зорина А., Зорин В., Черкасов В. Дермальные фибробласты: разнообразие фенотипов и физиологических функций, роль в старении кожи. Эстетическая медицина. 2012; XI (1): 15–31. [Zorina А., Zorin V., Cherkasov V. Dermal fibroblasts: a variety of phenotypes and physiological functions, a role in skin aging. Esteticheskaya meditsina. 2012; 11 (1): 15–31 (in Russian)]
  6. Turinetto V., Vitale E., Giachino C. Senescence in Human Mesenchymal Stem Cells: Functional Changes and Implications in Stem Cell-Based Therapy. International J. of Molecular Sciences. 2016; 17 (7): 1164.
  7. Бозо И.Я, Деев Р.В, Пинаев Г.П. Фибробласт – специализированная клетка или функциональное состояние клеток мезенхимного происхождения? Цитология. 2010; 52 (2): 99–109 [Bozo I.Y., Deyev R.V., Pinayev G.P. Is fibroblast a specialized cell or functional state of cells of mesenchymal origin? Tsitologiya. 2010; 52 (2): 99–109 (in Russian)]
  8. Strutz F., Okada H., Lo C.W., Danoff T., Carone R.L., Tomaszewski J.E., Neilson E.G. Identification and characterization of a fibroblast marker: FSP1. J. of Cell Biology. 1995; 130 (2): 393–405.
  9. Lorenz K., Sicker M., Schmelzer E., Rupf T., Salvetter J., Schulz-Siegmund M., Bader A. Multilineage differentiation potential of human dermal skin-derived fibroblasts. Experimental dermatology. 2008; 17 (11): 925–32.
  10. Xu H., Ito Т., Tawada A., Maeda H., Yamanokuchi H., Isahara K., Yoshida K., Uchiyama Y., Asari A. Effect of hyaluronanoligosaccarides on expression of heat shock protein 72. J. of Biol. Chemistry. 2002; 277: 17308–14.
  11. Choi S.Y, Song M.S, Ryu P.D, Lam A.T, Joo S.W, Lee S.Y. Gold nanoparticles promote osteogenic differentiation in human adipose-derived mesenchymal stem cells through the Wnt/β-catenin signaling pathway. Nanomedicine Research J. 2015; 10: 4383–92.
  12. Yi C., Liu D., Fong C.C., Zhang J., Yang M. Gold nanoparticles promote osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells through p38 MAPK pathway. ACSNano. 2010; 4; 6439–48.