Ekspressiya kislorod-zavisimykh genov v senestsentnykh mezenkhimal'nykh stromal'nykh kletkakh pri tkanevom urovne oksigenatsii

Abstract

Full Text

Одним из основных проявлений старения организма является нарушение тканевого гомеостаза, поддерживаемого, в том числе, мезенхимальными стромальны-ми клетками (МСК). Снижение регенеративной способности тканей с возрастом коррелирует со снижением функциональной активности МСК, что диктует необходимость изучения механизмов клеточного старения. С другой стороны, извлечение клеток из ткани для исследовательских и медицинских целей приводит к нарушению многих условий их тканевой ниши, в частности, уровня кислорода. В исследованиях in vitro было показано, что модификация микроокружения может значительно повлиять на физиологию этих клеток. Так, культивирование МСК при низком содержании кислорода приводило к изменениям пролиферации, миграции, диф-ференцировки, ангиогенного потенциала, что ставит вопросы о транскриптомном профиле сенесцентных МСК. Целью работы было изучение экспрессии генов МСК, ассоциированных с реакцией на изменения уровня окси-генации, при репликативном старении в условиях тканевого (5%) и атмосферного (20%) уровней кислорода. Полученные результаты указывают на то, что направленность транскрипционных изменений в МСК при достижении завершающей фазы репликативного старения однотипна, несмотря на различные условия оксигенации. Среди 84 изученных генов в сенесцентных МСК повышается экспрессия PKM2, SERPINE1, VEGFA и снижается экспрессия ANKRD37, DDIT4, HIF1A, TXNIP. Тем не менее, на ранних пассажах можно обнаружить, что культивирование в гипоксических условиях (5%) может приводить к противоположной модификации экспрессии ряда генов, нежели репликативное старение. Если репликативное старение усиливало экспрессию PKM2, SERPINE1 и подавляло ANKRD37, то культивирование МСК при 5% О2 уже на ранних пассажах оказывало противоположный эффект, приводя с подавлению экспрессии PKM2 и SERPINE и усилению транскрипции ANKRD37. Это указывает на разнона-правленность эффектов, оказываемых репликативным старением и пониженным содержанием О2, на транскрипцию генов, регулируемых HIF-1. Необходимо отметить, что постоянное культивирование МСК при 5% О2 не приводило к повышению экспрессии этого основного транскрипционного регулятора при гипоксии. При этом происходило снижение его экспрессии в се-несцентных клетках. Известно, что активность HIF-1 направлена на выживание клетки, поэтому ее снижение может быть одной из причин уменьшения жизнеспособных клеток при репликативном старении.