Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12147910.23868/gc121479ArticlesСтатьиEffect of simultaneous expression of various usoforms of vascular endothelial growth factor VEGF and fibroblast growth factor FGF2 on proliferation of human umbilical cord blood cells HUVECЭффект одновременной экспрессии различных изоформ фактора роста эндотелия сосудов VEGF и основного фактора роста фибробластов FGF2 на пролиферацию эндотелиальных клеток пупочной вены человека HUVECSalafutdinovI IСалафутдиновИ И

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

ShafigullinaA KШафигуллинаА К

Казанский государственный медицинский университет, Казань

YalvachM EЯлвачМ Э

Университет Едитепе, Стамбул, Турция

KudryashovaN VКудряшоваН В

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань

Lagar'kovaM AЛагарьковаМ А

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, МоскваООО «Лаборатория клеточных технологий», Москва

ShutovaM VШутоваМ В

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, МоскваООО «Лаборатория клеточных технологий», Москва

KiselevS PКиселевС П

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва

MasgutovR FМасгутовР Ф

Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньКазанский государственный медицинский университет, Казань

ZhdanovR IЖдановР И

Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньУниверситет Едитепе, Стамбул, ТурцияНИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, Москва

KiyasovA LКиясовА Л

Казанский государственный медицинский университет, Казань

IslamovP PИсламовP P

Казанский государственный медицинский университет, Казань

RizvanovA AРизвановА А

Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньКазанский государственный медицинский университет, КазаньУниверситет Едитепе, Стамбул, Турция

SalafutdinovI I

Kazan Federal University, Kazan

ShafigullinaA K

Kazan State Medical University, Kazan

YalvacM E

Yeditepe University, Istanbul, Turkey

KudryashovaN V

Kazan Federal University, Kazan

LagarkovaM A

Vavilov Institute of General Genetics RAS, Moscow«LKT» Ltd., Moscow

ShutovaM V

Vavilov Institute of General Genetics RAS, Moscow«LKT» Ltd., Moscow

KiselevS L

Vavilov Institute of General Genetics RAS, Moscow

MasgutovR E

Kazan Federal University, KazanKazan State Medical University, Kazan

ZhdanovR I

Kazan Federal University, KazanYeditepe University, Istanbul, TurkeyInstitute of general pathology and pathophysiology RAMS, Moscow

KiyasovА Р

Kazan State Medical University, Kazan

IslamovR R

Kazan State Medical University, Kazan

RizvanovA A

Kazan Federal University, KazanKazan State Medical University, KazanYeditepe University, Istanbul, Turkey

Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньКазанский государственный медицинский университет, КазаньУниверситет Едитепе, Стамбул, ТурцияИнститут общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, МоскваООО «Лаборатория клеточных технологий», МоскваИнститут общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, МоскваКазанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньКазанский государственный медицинский университет, КазаньКазанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньУниверситет Едитепе, Стамбул, ТурцияНИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, МоскваКазанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньКазанский государственный медицинский университет, КазаньУниверситет Едитепе, Стамбул, ТурцияKazan Federal University, KazanKazan State Medical University, KazanYeditepe University, Istanbul, TurkeyVavilov Institute of General Genetics RAS, Moscow«LKT» Ltd., MoscowVavilov Institute of General Genetics RAS, MoscowKazan Federal University, KazanKazan State Medical University, KazanKazan Federal University, KazanYeditepe University, Istanbul, TurkeyInstitute of general pathology and pathophysiology RAMS, MoscowKazan Federal University, KazanKazan State Medical University, KazanYeditepe University, Istanbul, Turkey1506201052NO2 (2010)№2 (2010)626711012023Copyright ©; 2010, Eco-VectorCopyright ©; 2010, Эко-Вектор2010Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/121479

Transplantation of stem cells, progenitor and differentiated cells is currently actively investigated as an approach for correcting degenerative diseases. However the mechanisms of therapeutic effect of cell therapy remains poorly understood. Nowadays a theory of paracrine stimulation of regeneration processes by transplanted cells through secretion of trophic and growth factors gains a particular popularity. Genetic modification of cells prior to transplantation allows efficient expression and targeted delivery of various therapeutic factors. The use of plasmid expression vectors are considered to be one of the safest and promising approaches for genetic modification of cells. We report generation of genetic constructs based on expression plasmid pBudCE4.1 [containing two independent expression cassettes] encoding different isoforms of human vascular endothelial growth factor (VEGFJ and basic fibroblast growth factor CFGF2). Expression of recombinant proteins was confirmed by immunoblotting and immunochistochemistry. We demonstrated that genetic modification of model cell line HEK293 by our expression plasmids resulted in paracrine stimulation of human umbilical vein endothelial cells CHUVECJ proliferation in vitro.

Трансплантацию стволовых, прогениторных и дифференцированных клеток активно исследуют как способ коррекции дегенеративных заболеваний. Однако механизм терапевтического действия клеточной терапии остаётся не изученным. В настоящее время все большую популярность приобретает теория стимуляции процессов регенерации за счет секреции трансплантированными клетками различных ростовых и трофических факторов. Генная модификация клеток перед трансплантацией позволяет обеспечить эффективную экспрессию и адресную доставку разных терапевтических факторов. Применение плазмидных экспрессионных векторов считают одним из биологически безопасных и перспективных подходов генной модификации клеток. В ходе нашей работы были созданы генетические конструкции на основе двухкассетной плазми-ды pBudCE4.1, кодирующие комбинации различных изоформ фактора роста эндотелия сосудов (VEGFJ и основного фактора роста фибробластов [FGF2J человека. Экспрессия рекомбинан-тных генов подтверждена методами иммуноблотинга и имму-ноцитохимии. Показано, что генная модификация модельной клеточной культуры НЕК293 полученными плазмидами привела к повышенной паракринной стимуляции пролиферации эн-дотелиальных клеток пупочной вены человека HUVEC in vitro.

HUVECexpression plasmidsvascular endothelial growth factor VEGFfibroblast growth factor FGF2angiogenesistransfectionhuman umbilical cord blood cells HUVECэкспрессионные плазмидыфактор роста эндотелия сосудов VEGFосновной фактор роста фибробластов FGF2ангиогенезтрансфекцияэндотелиальные клетки пупочной вены человекаFolkman J. Tumour angiogenesis: therapeutic implications. N. Engl. J. Med. 1971; 285: 1182-6.Gradin K., McGuire J., Wenger R.H. et al. Functional interference between hypoxia and dioxin signal transduction pathways: competition for recruitment of the ARNT transcription factor. Mol. Cell. Biol. 1996; 16: 5221-31.Huang L.E., Arany Z., Livingston D.M. et al. Activation of hypoxia-nducible transcription factor depends primarily upon redox-sensitive stabilization of its -subunit. J. Biol. Chem. 1996; 271: 32253-59.Kuwabara K., Ogawa S., Matsumoto M. Hypoxia mediated induction of acidic basic fibroblast growth factor and platlet-derived growth factor in mono nuclear phagocytes stimulates growth of hypoxic endothelial cells. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 1995; 92: 4606-10.Forsythe J.A., Jiang B.H., Iyer N.V. et al. Activation of vascular endothelial growth factor gene transcription by hypoxia-inducible factor 1. Mol. Cell. Biology. 1996; 16: 4604-13.Dvorak H.F., Dvorak A.M., Manseau E.J. et al. Fibrin gel investment associated with line 1 and 10 solid tumor growth, angiogenesis, and fibroplasia in guinea pigs. Role of cellular immunity, myofibroblasts, microvascular damage, and infarction in line 1 tumor regression. J. Natl. Cancer Inst. 1979; 62: 1459-72.Ferrara N., Houck K., Jakeman L. et al. Molecular and biological properties of the vascular endothelial growth factor family of proteins. Endocr. Rev. 1992; 13: 18-32.Ferrara N., Gerber H.P, LeCouter J. The biology of VEGF and its receptors. Nature Medicine 2003; 6: 669-76.Robinson J.С The splice variants of vascular endothelial growth factor (VEGF) and their receptors. J. of Cell Science 2001; 5: 853-65.Yamazaki Y. Molecular and functional diversity of vascular endothelial growth factors. Mol. Div. 2006; 10: 515-27.Yoo P.S. Post-transcriptional regulation of vascular endothelial growth factor: Implications for tumor angiogenesis. World J. Gastroenterol. 2006; 12: 4937-42.Bogaert E. Vascular endothelial growth factor in amyotrophic lateral sclerosis and other neurodegenerative diseases. Muscle S. Nerve 2006; 34: 391-405.Whittle С Heterogeneous vascular endothelial growth factor [VEGF) isoform mRNA and receptor mRNA expression in human glomeruli, and the identification of VEGF148 mRNA, a novel truncated splice variant. Clinical Science 1999; 97: 303-12.Armelin H.A. Pituitary Extracts and Steroid Hormones in the Control of 3T3 Cell Growth. PNAS 1973; 70: 2702-6.Ornitz, D. M. and Itoh, N. Fibroblast growth factors. Genome Biology 2001; 2(3): 3001-12.Schweigerer L, Neufeld G., Friedman J. Capillary endothelial cells express basic fibroblast growth factor, a mitogen that promotes their own growth. Nature 1987; 325: 257-259.Van den Berghe L, Laurell H., Isabelle H. et al. FIF [Fibroblast Growth Factor-2 (FGF-2)-lnteracting-Factor], a Nuclear Putatively Antiapoptotic Factor, interacts specifically with FGF. Mol. Endocrinol. 2000; 14 (11): 1709-24.Bugler В., Amalric F., Prats H. Alternative initiation of translation determines cytoplasmic or nuclear localization of basic fibroblast growth factor. Mol. Cell. Biol. 1991; 11: 573-7.Парфенова E.B., Ткачук В.А. Перспективы генной терапии сердечно-сосудистых заболеваний. Вопр. мед. хим. 2000; 46: 293-310.Sabti Н. Therapeutic angiogenesis in cardiovascular disease. J. of Cardiothoracic Surg. 2007; 2: 49-56.Kano M.R., Morishita Y., Iwata С et al. VEGF-A and FGF-2 synergistically promote neoangiogenesis through enhancement of endogenous PDGF-B- PDGFR beta signaling. J. Cell Sci. 2005; 118: 3759-68.Ley C, Olsen M., Lund E. et al. Angiogenic synergy of bFGF and VEGF is antagonized by angiopoietin-2 in a modified in vivo Matrigel assay. Microvasc. Res. 2004; 68: 161-8.Pepper M.S., Ferrarab N., Orcib L. et al. Potent synergism between vascular endothelial growth factor and basic fibroblast growth factor in the induction of angiogenesis in vitro. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1992; 189(2): 824-31.Ikeda Y., Fukuda N., Wada M. et al. Development of Angiogenic Cell and Gene Therapy by Transplantation of Umbilical Cord Blood with Vascular Endothelial Growth Factor Gene. Hypertens. Res. 2004; 27(2): 119-128.Chen H.K., Hung H.F., Shyu K.G. et al. Combined cord blood stem cells and gene therapy enhances angiogenesis and improves cardiac performance in mouse after acute myocardial infarction. Eur. J. Clin. Invest. 2005; 35: 677-86.Lu F., Li J., Gao J. et al. Improvement of the Survival of Human Autologous Fat Transplantation by Using VEGF-Transfected Adipose-Derived Stem Cells Plastic and Reconstructive Surgery 2009; 124(5): 1437-46.<http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank>Laemmli U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 1970; 227(5259): 680-5.Onda Т., Honmou 0., Harada K. et al. Therapeutic benefits by human mesenchymal stem cells (hMSCs) and Ang-1 gene-modified hMSCs after cerebral ischemia J. Cereb. Blood Flow Metab. 2008; 28(2): 329-40.Rizvanov A.A., Kiyasov A.P., Gaziziov I.M., et al. Human umbilical cord blood cells transfected with VEGF, L1CAM do not differentiate into neurons but transform into vascular endothelial cells and secrete neurotrophic factors to support neuro-genesis - a novel approach in stem cell therapy. Neurochemistry International. 2008; 53: 389-94.Smadja D.M., Cornet A., Emmerich J. et al. Endothelial progenitor cells: characterization, in vitro expansion, and prospects for autologous cell therapy. Cell Biol. Toxicol. 2007; 23(4): 223-39.Chen X., Li Y., Wang L. et al. Ischemic rat brain extracts induce human marrow stromal cell growth factor production. Neuropathology 2002; 22: 275-9.Rophael J.A., Craf R.O., Palmer J.A. et al. Angiogenic Growth Factor Synergism in a Murine Tissue Engineering Model of Angiogenesis and Adipogenes. Am. J. Pathol. 2007; 171(6): 2048-57.