Effects of simulated microgravity on adhesion molecules and extracellular matrix gene expression by osteocommitted MSCS in vitro

详细

全文:

Структуры клеток, отвечающие за пространственное расположение, чувствительны к механическим воздействиям. Внутриклеточные органеллы функционируют, взаимодействуя с цитоскелетом, который связан с молекулами адгезии и межклеточным матриксом в единую механочувствительную структуру. Предполагается, что в реализации гравичувствительности участвуют как цитоскелет, так и молекулы адгезии, которые контактируют с внеклеточным матриксом. Ранее было убедительно показано динамическое ремоделирование цитоскелета в условиях невесомости. В данной работе основной целью было изучение экспрессии генов, отвечающих за синтез белков внеклеточного матрикса (ВКМ) и молекул адгезии, в остео-коммитированных мезенхимальных стромальных клетках (МСК) при длительном моделировании микрогравитации. В работе использовали культивируемые МСК, ком-митированные в остеогенном направлении. Клетки культивировали в стандартных условиях с применением остеогенных индукторов. Для моделирования эффектов микрогравитации (10-3 g) использовали специальную установку - Random Positioning Machine (DuchSpace). Экспрессию генов «Human Extracellular Matrix & Adhesion Molecules» (Qiagen, США) исследовали с помощью ПЦР в реальном времени с обратной транскрипцией. После экспозиции на RPM в течение 10 суток было отмечено повышение экспрессии генов гликопротеиновых компонентов ВКМ - LAMA1 и LAMB1, (субъединицы ламинина а1 и pi). Гены интегринов ITGA4, ITGB1 и ITGB1 повысили экспрессию, а экспрессия генов ITGA3 и ITGA5, наоборот, снизилась после 10 суток моделирования микрогравитации. Субъединицы а5 и pi ассоциируются с образованием рецептора фибронектина, и снижение экспрессии одного из его компонентов может ослаблять взаимодействие «клетка-матрикс». То же можно сказать и о субъединице а3, которая в сочетании с pi образует рецепторы для ламининов. Моделирование эффектов микрогравитации привело к повышению экспрессии коллагенов 11 и 15, которые зависят от сигналов, поступающих от интегринов через киназы FAK и PYK2 по механизму отрицательной обратной связи. Таким образом, исследование эффектов микрогравитации на экспрессию генов компонентов ВКМ показывает тенденцию к ослаблению взаимодействия между осте-окоммитированными МСК и внеклеточным матриксом в условиях невесомости.