Age-associated activation of urokinase system and MMPs in adipose-derived multipotent mesenchymal stromal cells from patients with coronary artery disease (CAD)

Abstract

Full Text

Актуальность. Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки жировой ткани (ММСК-ЖТ) играют важную роль в процессах репарации и регенерации тканей, благодаря высокому пролиферативному и дифференцировочному потенциалу и способности стимулировать рост сосудов и нервов, в первую очередь, за счет продукции широкого спектра различных цитокинов и факторов роста. Кроме того, было показано, что ММСК-ЖТ секретируют урокиназу и матриксные металлопротеиназы (ММП), принимающие активное участие в ремоделировании внеклеточного матрикса (ВКМ) и протеолитических процессах высвобождения и активации факторов роста. Ранее мы показали, что способность ММСК, выделенных из жировой ткани пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС), стимулировать ангиогенез ухудшается с возрастом из-за сниженной секреции клетками ключевых проангиогенных факторов роста. Целью данного исследования было определить изменения системы факторов внеклеточного протеолиза в ММСК-ЖТ больных ИБС при старении. Материалы и методы. ММСК-ЖТ были выделены из подкожной жировой ткани пациентов с ИБС (n = 64, возраст 43-77 лет). Для экспериментов использовали клетки 2 пассажа. Иммунофенотип клеток был определен с помощью проточной цитофлуоро-метрии как CD90+/CD73+/CD105+/ CD45-/CD31- - для всех образцов, и была подтверждена мультипотентность клеток путем индукции адипогенной и остеогенной дифференцировки. Относительную длину теломеров, содержание мРНК урокиназы (uPA), ее рецептора (uPAR), ингибитора активатора плазминогена-1 (PAI-1), ММП-2 и -9 определяли методом полимеразной цепной реакции в реальном времени. Экспрессию uPAR на поверхности ММСК-ЖТ оценивали с помощью проточной цитофлуорометрии. Содержание про- и активных форм ММП-2 и -9 в кондиционированной среде от ММСК-ЖТ определяли методом зимографии. Проводили количественную оценку PAI-1 в кондиционированной среде от ММСК-ЖТ методом иммуноферментного анализа (ELISA). Результаты. Корреляционный анализ показал, что в ММСК, выделенных из жировой ткани пожилых пациентов, относительная длина теломеров была снижена (r = -0,6, p = 0,006), а содержание мРНК uPAR и PAI-1 повышено (r = 0,46, p = 0,001 и r = 0,47, p = 0,001, соответственно) по сравнению с клетками пациентов более молодого возраста. Уровень экспрессии uPAR на поверхности ММСК-ЖТ также коррелировал с возрастом пациентов (r = 0,65, p = 0,01). Кроме того, ММСК-ЖТ, имевшие более низкий показатель относительной длины теломеров, секретировали больше PAI-1 в среду культивирования (r = -0,41, p = 0,02). Содержание про-ММП-2 и про-ММП-9 было повышено в кондиционированной среде от ММСК-ЖТ пожилых пациентов по сравнению с пациентами более молодого возраста (p<0,05). Мы наблюдали похожую тенденцию для активных форм ММП-2 и ММП-9, однако различия не достигали статистической значимости. Выводы. С возрастом в ММСК-ЖТ пациентов с ИБС происходит активация системы факторов внеклеточного протеолиза: повышение экспрессии uPA и uPAR, увеличение продукции клетками PAI-1 и про-ММП-2 и -9. Это может отражать реакцию проге-ниторных стромальных клеток на изменения ВКМ, происходящие при старении, повышенный уровень провоспалительных факторов и активных форм кислорода, а также может рассматриваться в качестве компенсаторного механизма для более эффективной активации факторов роста, продукция которых снижается с возрастом. Финансовая поддержка. Работа выполнена при финансовой поддержке Государственного контракта № 16.512.11.2251 Министерства образования и науки Российской Федерации, а также гранта №241558 (SICA-HF) Седьмой рамочной программы Европейского союза [FP7/2007-2013], Государственного контракта №02.527.11.0007 Министерства образования и науки Российской Федерации и гранта №16.512.11.2262 Федерального агентства науки и инноваций Российской Федерации.