Ангиогенные свойства глиальных клеток-предшественниц, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Заболевания, связанные с нарушением кровоснабжения головного мозга, занимают второе место по уровню смертности в мире, уступая лишь ишемической болезни сердца. Частота возникновения этого заболевания в мире остается высокой, значительно нарастая с увеличением возраста. В последние годы особое внимание уделяется поиску новых способов терапии ишемических заболеваний: активно изучаются ангиогенные свойства стволовых клеток, а также кондиционированных сред, полученных при их культивировании.

Цель работы: изучение ангиогенных свойств глиальных клеток-предшественниц, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека. Ангиогенные свойства исследовали путем анализа пролиферативной активности, подвижности, способности эндотелиальных клеток линии EA.hy926 мигрировать по градиенту хемоаттрактантов под воздействием глиальных клеток-предшественниц и их кондиционированной среды, а также путем изучения влияния этих клеток и их кондиционированной среды на формирование тубулярной сети и центров спрутинга при моделировании ангиогенеза на матриксе базальной мембраны in vitro.

Было показано, что кондиционированная среда, полученная при культивировании глиальных клеток-предшественниц, при определенных концентрациях (1 и 5 мкг/мл) оказывала положительное влияние на пролиферативную активность и подвижность клеток эндотелиальной линии EA.hy926, но не ускоряла формирование первичной тубулярной сети и вторичной капилляроподобной структуры при моделировании ангиогенеза in vitro. Глиальные клетки-предшественницы, напротив, способствовали формированию тубулярной сети, что, вероятно, связано с юкстакринным взаимодействием между двумя типами клеток. Под влиянием глиальных клеток-предшественниц первичная формируемая сеть имела более крупные размеры: более длинные отростки и точки ветвления большего размера. Центры спрутинга при формировании капилляроподобной структуры также имели более длинные и извитые отростки и крупные кластеры клеток. Было обнаружено, что как глиальные клетки-предшественницы, так и их кондиционированная среда оказывали положительное влияние на миграцию эндотелиальных клеток, что, вероятно, указывает на продукцию глиальными клетками-предшественницами веществ, являющихся хемоаттрактантами для клеток эндотелиальной линии EA.hy926.

Об авторах

Д. И. Салихова

Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова

Автор, ответственный за переписку.
Email: diana_salikhova@bk.ru
Россия, Москва

Л. Р. Хаердинова

Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова

Email: diana_salikhova@bk.ru
Россия, Москва

О. В. Махнач

Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова

Email: diana_salikhova@bk.ru
Россия, Москва

Д. В. Гольдштейн

Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова

Email: diana_salikhova@bk.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Carmeliet P. Angiogenesis in life, disease and medicine. Nature 2005; 438(7070): 932–6.
  2. Darweesh S.R., Ayoub N.B., Nazzal S. Gold nanoparticles and angiogenesis: molecular mechanisms and biomedical applications. International Journal of Nanomedicine 2019; 14: 7643–63.
  3. Veith A.P., Henderson K., Spencer A. et al. Therapeutic Strategies for Enhancing Angiogenesis in Wound Healing. Advanced Drug Delivery Reviews 2019; 146: 97–125.
  4. Kuriakose D., Zhicheng X. Pathophysiology and Treatment of Stroke: Present Status and Future Perspectives. International Journal of Molecular Sciences 2020; 21(20): 7609–33.
  5. Ylä-Herttuala S., Rissanen T.T., Vajanto I. et al. Vascular Endothelial Growth Factors: Biology and Current Status of Clinical Applications in Cardiovascular Medicine. Journal of the American College of Cardiology 2007; 49(10): 1015–26.
  6. Рубина К.А., Семина Е.В., Дыйканов Д.Т. и др. Эффективность сочетанного использования плазмидных конструкций, содержащих гены hgf и ангиопоэтина-1, для восстановления кровотока в ишемизированных тканях. Гены и Клетки 2018; 13(1): 56–64. [Rubina K.A., Semina E.V., Dyikanov D.T. et al. The effectiveness of the combined use of plasmid constructs containing the hgf and angiopoietin-1 genes for restoring blood flow in ischemic tissues. Genes and Cells 2018; 13(1): 56–64].
  7. Nikfarjam S., Rezaie J., Zolbanin N.M. et al. Mesenchymal stem cell derived-exosomes: a modern approach in translational medicine. Journal of Translational Medicine 2020; 18(1): 1–21.
  8. Marcozzi C., Frattini A., Borgese M. et al. Paracrine effect of human adipose-derived stem cells on lymphatic endothelial cells. Regenerative Medicine 2020; 15(9): 2085–98.
  9. Макаревич П.И., Болдырева М.А., Дергилёв К.В. и др. Трансплантация клеточных пластов из мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани эффективно индуцирует ангиогенез в ишемизированных скелетных мышцах. Гены и Клетки 2015; 10(3): 68–77. [Makarevich P.I., Boldyreva M.A., Dergilev K.V. et al. Transplantation of cell sheets from adipose-derived mesenchymal stromal cells effectively induces angiogenesis in ischemic skeletal muscle. Genes and Cells 2015; 10(3): 68–77].
  10. Huang Y., Wang L., He B. et al. Bone marrow mesenchymal stem cell-derived exosomes promote rotator cuff tendon-bone healing by promoting angiogenesis and regulating M1 macrophages in rats. Stem Cell Research & Therapy 2020; 11(1): 1–16.
  11. Hade M.D., Suire C.N., Suo Z. Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes: Applications in Regenerative Medicine. Cells 2021; 10(8): 1959–2007.
  12. Yu F., Fu R., Liu L. et al. Leptin-Induced Angiogenesis of EA.Hy926 Endothelial Cells via the Akt and Wnt Signaling Pathways in vitro and in vivo. Frontiers in Pharmacology 2019; 10: 1275–90.
  13. Salikhova D., Bukharova T., Cherkashova E. et al. Therapeutic effects of hipsc-derived glial and neuronal progenitor cells-conditioned medium in experimental ischemic stroke in rats. International journal of molecular sciences 2021; 22(9): 4694–714.
  14. Arutyunyan I.V., Kananykhina E.Yu., Fatkhudinov T.Kh. et al. Angiogenic Potential of Multipotent Stromal Cells from the Umbilical Cord: an In Vitro Study. Bulletin of Experimental Biology and Medicine 2016; 161(1): 141–9.
  15. Konstantinou E.K., Notomi S., Kosmidou C. et al. Verteporfin-induced formation of protein cross-linked oligomers and high molecular weight complexes is mediated by light and leads to cell toxicity. Scientific reports 2017; 7(1): 1–11.
  16. Choi M., Lee H.S., Naidansaren P. et al. Proangiogenic features of Wharton's jelly-derived mesenchymal stromal/stem cells and their ability to form functional vessels. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 2013; 45(3): 560–70.
  17. Chen J., Liu Z., Hong M. et al. Proangiogenic compositions of microvesicles derived from human umbilical cord mesenchymal stem cells. Plos Оne 2014; 9(12): 1–16.
  18. Sun J., Shen H., Shao L. et al. HIF-1α overexpression in mesenchymal stem cell-derived exosomes mediates cardioprotection in myocardial infarction by enhanced angiogenesis. Stem Cell Research & Therapy 2020; 11(1): 1–13.
  19. Takeuchi R., Katagiri W., Endo S. et al. Exosomes from conditioned media of bone marrow-derived mesenchymal stem cells promote bone regeneration by enhancing angiogenesis. Plos Оne 2019; 14(11): 1–19.
  20. Walter M., Kohli N., Khan N. et al. Human mesenchymal stem cells stimulate EaHy926 endothelial cell migration: combined proteomic and in vitro analysis of the influence of donor-donor variability. Journal of Stem Cells & Regenerative Medicine 2015; 11(1): 18–24.
  21. Gong M., Yu B., Wang J. et al. Mesenchymal stem cells release exosomes that transfer miRNAs to endothelial cells and promote angiogenesis. Oncotarget 2017; 8(28): 45200–12.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Глиальные клетки-предшественницы: А — внешний вид культуры клеток. Б — иммуннофенотипирование, иммунофлюоресцентная реакция с антителами к S100b (красный). флуоресцентная микроскопия. А — световая микроскопия, масштабный отрезок 100 µм. Б — ядра клеток докрашены DAPI (синий), масштабная шкала 200 µм

Скачать (471KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пролиферативная активность клеток эндотелиальной линии EA.hy926 (%) (МТТ-тест). Данные представлены в виде средних значений и стандартных отклонений. *p<0,05 по сравнению с группой контроля

Скачать (63KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Миграция клеток линии EA.hy926: А — количественная оценка направленной миграции, данные представлены в виде медианы, верхнего и нижнего квартилей, *p<0,05 по сравнению с группой контроля; Б — клетки EA.hy926, мигрировавшие в нижнюю камеру; окрашивание мембранным красителем PKH26. Флуоресцентная и фазово-контрастная микроскопия. Масштабный отрезок 200 µм

Скачать (236KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Тубулярная структура, сформированная клетками эндотелиальной линии EA.hy926: А — формирование сети на матриксе базальной мембраны через 6 ч. после начала эксперимента; Б — количественная оценка влияния ГПК и КС-ГКП на среднюю длину отростков и количество точек ветвления. Данные представлены в виде средних значений и стандартных отклонений. *p<0,05 по сравнению с группой EA.hy926. А — фазово-контрастная микроскопия, масштабный отрезок 1 мм

Скачать (484KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Формирование трехмерных кластеров с капилляроподобными структурами на матриксе базальной мембраны. Фазово-контрастная микроскопия, масштабный отрезок 200 µм

Скачать (260KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Влияние КС-ГКП на подвижность клеток EA.hy926: А — изменение конфлюэнтности раны монослоя в зависимости от времени культивирования. Фазово-контрастная микроскопия, масштабный отрезок 1 мм; Б — количественная оценка конфлюэнтности области раны. Данные представлены в виде средних значений и стандартных отклонений. *p<0,05 по сравнению с контролем

Скачать (218KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2022

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».