Izmeneniya molekulyarno-geneticheskogo profilya mezenkhimnykh stvolovykh kletok endometriya v usloviyakh 2D i 3D kul'tivirovaniya posle subletal'nogo teplovogo vozdeystviya

Abstract

Full Text

Возможность использования мезенхимных стволовых клеток (МСК) для клеточной терапии различных заболеваний является предметом интенсивных исследований. Одним из способов повышения выживаемости трансплантированных клеток является культивирование МСК в виде трехмерных (3D) клеточных агрегатов - сфероидов. Цель настоящей работы - изучение молекулярно-генетического профиля МСК в сфероидах (3D МСК) и монослойных МСК (2D МСК), подвергнутых тепловому стрессу (45°С, 30 мин.). Исследования проводились на мезенхимных стволовых клетках эндометрия человека (эМСК). Для получения 3D сфероидов, эМСК культивировали в висячих каплях. Методами Real-Time PCR и ELISA в 3D эМСК было обнаружено усиление экспрессии противовоспалительных и ангиогенных факторов (TSG-6, HGF, EP2 и VEGF) по сравнению с 2D эМСК. Культивирование клеток в сфероидах приводило к изменению экспрессии генов ремоделирования хроматина (SMARCA1, CHD1, KMT2B и др.), генов ЕМТ/МЕТ переходов (E-cadh, N-cadh, TWIST1 и др.) и повышению уровня маркеров плюрипотентности. В 2D и 3D эМСК тепловой шок (ТШ) вызывал активацию защитных механизмов клеток. Через 3 часа после ТШ многократно усиливалась экспрессия генов белков теплового шока (БТШ) HSP40, HSP70 и HSP90, однако паттерн экспрессии БТШ в 3D и 2D эМСК различался. Через 3-6 часов после ТШ была обнаружена гибель 3D эМСК за счет активации апоптозных путей: наблюдалось появление annexin V+ клеток и активация caspase-3. Жизнеспособность 2D эМСК не отличалась от контрольного уровня, однако в течение нескольких суток после ТШ проявились признаки стресс-индуцированного преждевременного старения (SIPS): арест клеточного цикла, усиление экспрессии p21, изменение клеточной морфологии и появление р-галактозидазной активности. Результаты наших исследований выявили различия в паттерне экспрессии генов, составе секретируемых факторов, а также реализации стресс-активируемых защитных механизмов в 2D и 3D эМСК. При одинаковом тепловом воздействии 3D эМСК подвергаются апоптозу, а 2D эМСК проявляют признаки SIPS. Высокий терапевтический потенциал 3D эМСК, вероятно, обеспечен усиленной экспрессией противовоспалительных и ангиогенных факторов и эффективным ответом на стрессовые воздействия.