Vnekletochnyy matriks mul'tipotentnykh mezenkhimal'nykh stromal'nykh kletok: osobennosti produktsii i regulyatsii pri «fiziologicheskoy» gipoksii

Abstract

Full Text

Факторы клеточного микроокружения, такие как низкий уровень О2, играют важную роль в модификации клеток, в том числе и в метаболизме внеклеточного матрикса (ВКМ). Несмотря на то, что интерес к эффектам депривации О2 на мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (МСК) постоянно увеличивается, данных относительно модификации матрикса МСК при гипоксии, практически нет. При этом данные, полученные на других клетках стромального дифферона, указывают на принципиальное значение концентрации О2 в формировании ВКМ. Сравнительный анализ показал, что МСК, постоянно культивируемые в условиях «физиологической» гипоксии (5%) и при нормоксии (20%), продуцируют хорошо развитый ВКМ, практически не различающийся по содержанию коллагеновых и неколлагеновых компонентов. Иммуноцитохимически идентифицированы мажорные молекулы этих компартментов - коллаген I типа и фибронектин. Полногеномный скрининг дифференциальной экспрессии матрикс-ассоциированных генов в МСК при 5 и 20% выявил изменения в транскрипции ряда генов, кодирующих белки основного («core») матрисома: коллагеновых белков, гликопротеинов, протеогликанов, и матрисом-ассоциированных белков: протеаз и ВКМ-ассоциированных молекул. При «физиологической « гипоксии (5% О2) выявлено снижение экспре^ии генов коллагенов базальных мембран (COL: 4A1, 5A1, 5A2), структурных белков COL: 1A1, 1A2, 3A1, ELN), гликопротеинов - FN, FNDC1, протеогликанов - ACAN, BGN, MGP. В то же время была увеличена экспрессия генов металлопротеаз MMP2, mMp3, ADAM23 и подавлена транскрипция их ингибиторов (TIMP3, CRIM1, CST6). Согласно базе HypoxiaDB для более чем половины генов «core» матрисома и почти всех матрисом-ассоци-ированных генов верифицированы гипоксия-зависимые механизмы регуляции. Верификация с помощью ОТ-ПЦР подтвердила данные полногеномного скрининга. Полученные результаты показывают, что в условиях «физиологической» гипоксии МСК накапливают внеклеточный матрикс также эффективно, как в стандартных условиях культивирования при 20% О2. Обнаружен сдвиг профиля транскрипции ВКМ-ассоциированных молекул: снижение активности генов, ответственных за продукцию матрикса, и повышение активности генов ферментов, его деградирующих; снижение экспрессии генов интегринов, которые «заякоривают» клетки к матриксу, дает основание предположить, что в случае повреждения МСК окажутся более «подготовленными» к реализации репаративных свойств, таких как миграция и пролиферация.