Том 29, № 4 (2025): МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА
- Год: 2025
- Статей: 11
- URL: https://journals.rcsi.science/2313-0245/issue/view/24516
- DOI: https://doi.org/10.22363/2313-0245-2025-29-4
Весь выпуск
МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА
Секвенирование РНК единичных клеток: современные подходы и достижения
Аннотация
Актуальность. Метод секвенирования РНК единичных клеток (scRNA-seq) является современным подходом к изучению разнообразия и неоднородности транскриптов РНК в отдельных клетках, а также к выявлению состава различных типов клеток и функций в организмах, органах и тканях. Основанный на методе NGS (секвенирование нового поколения) метод scRNA-seq предоставляет огромный объем информации при глубоком клеточном разрешении в различных областях, позволяя делать новые открытия в понимании состава и паттернов взаимодействия отдельных типов клеток в организме человека, модельных животных и растений. Несмотря на активное развитие, оптимизацию и автоматизацию в течение последних 15 лет по всему миру, в нашей стране метод scRNA-seq является относительно новым и применяется сравнительно недавно. Задача освоения и успешного внедрения в практику данного метода актуальна и критична - метод является мощным инструментом для глубокого анализа и диагностики, о чем свидетельствуют результаты исследований, в которых он применялся. В обзоре представлены основные принципы и шаги реализации метода scRNA-seq как в разрезе технической реализации и пробоподготовки в виде надстройки над классическим методом NGS, так и в усложнении и расширении процесса обработки полученных данных, применения новых алгоритмов и баз данных. Рассмотрены уже имеющиеся на рынке коммерчески доступные технологий scRNA-seq и технологии, описанные в научных источниках, послужившие им в качестве прототипов и альтернатив. Представлены примеры и результаты использования таких технологий в различных областях науки и медицины таких как онкология, сенесценция, диагностика и клинические исследования. Выводы. Разработка и успешное применение метода scRNA-seq в научной и клинической практике станет залогом широкого спектра будущих открытий и основой персонализированной диагностики и здравоохранения.
421-435
Нейропротективное действие внеклеточных везикул, полученных из глиальных производных человека на модели глутаматной эксайтотоксичности
Аннотация
Актуальность. Современные исследования в области биомедицины уделяют значительное внимание разработке терапевтических препаратов на основе внеклеточных везикул, чье разнообразие определяется как источниками получения, так и возможностью направленной модификации. В представленной работе впервые проведено транскриптомное профилирование первичной культуры кортикальных нейронов при воздействии внеклеточных везикул, полученных от глиальных клеток, при глутаматной эксайтотоксичности с целью выявления дифференциально экспрессируемых генов. Материалы и методы. Внеклеточные везикулы были получены из кондиционированной среды глиальных клеток-предшественников человека с помощью ультрацентрифугирования. Модель глутаматной эксайтотоксичности проводили на первичной культуре кортикальных нейронов крыс (Р0) при добавлении 100 мкМ гутамата. Секвенирование подготовленных библиотек проводили на платформе NextSeq 1000 (Illumina, США) с использованием набора NextSeq 1000/2000 P2 Reagents kit (200 Cycles) v3, дополненного 2 % Phix (Illumina) в качестве внутреннего контроля. Критерием статистической значимости изменения экспрессии гена между группами считался FDR <0.05. Результаты и обсуждение. Транскриптомный анализ показал, что добавление внеклеточных везикул при глутаматной эксайтотоксичности приводило к повышенной экспрессии 190 генов, и к пониженной экспрессии 309 генов (p-value<0,05 и |FC|<1,5). Анализ генов с помощью базы данных Gene Onthology показал, что гены с повышенной экспрессией достоверно классифицировались по биологическим процессам. Из наиболее представленных были: регенерация, реорганизация внеклеточного матрикса и цитоскелета, поддержание гомеостаза, активация PI3K-Akt- пути и ответ на клеточный стресс. Гены с пониженной экспрессией достоверно классифицировались по группам: кальциевый транспорт, регуляция отростков нейронов, апоптоз, глумататергический синапс. Эти данные могу свидетельствовать о том, что внеклеточные везикулы запускают процессы выживания в нервных клетках при воздействии глутамата и ингибируют пути, связанные с поступлением кальция и глутамата в клетки. Выводы. Внеклеточные везикулы усиливают экспрессию генов, связанных с выживанием, и ингибируют гены, отвечающие за кальциевый транспорт и апоптоз. Результаты исследования свидетельствуют о перспективности применения внеклеточных везикул глиального происхождения в качестве основы для разработки новых терапевтических подходов к лечению неврологических заболеваний.
436-453
Биологические и психологические аспекты семейной гиперхолестеренемии
Аннотация
Семейная гиперхолестеринемия (СГ) - это моногенное наследственное заболевание с нарушением метаболизма липидов. Распространенность СГ в общей популяции в среднем составляет 0,32% (95% ДИ: 0,26-0,39%). Заболевание может иметь как аутосомно-доминантный, так и аутосомно-рецессивный типы наследования. Известно 8 фенотипов СГ, связанных с мутациями в генах LDLRAP1, PCSK9, APOA2, APOB, GHR, GSBS, EPHX2 и LDLR, которые могут приводить к раннему проявлению патологии. Целью данного обзора является комплексное исследование данных современной литературы по молекулярно-генетическим, биологическим и психологическим аспектам СГ. Анализ сигнальных путей при СГ выявил три кластера генов и кодируемых ими белков, ответственных за следующие процессы: сборку, ремоделирование и клиренс липопротеинов плазмы (гены: LDLR, LDLRAP1, VLDLR, NPC1L1, APOC1, LPA, CETP, MTTP, APOB, PCSK9); метаболизм холестерина (ген: PPP1R17); регуляцию уровня частиц липопротеинов плазмы (ген: ANGPTL3). Белки PCSK9, APOB и MTTP идентифицированы как ключевые элементы (центральные узлы) этих метаболических сетей. Белок PPP1R17 вовлечен в механизмы долговременной депрессии, формы синаптической пластичности. Кроме того, в литературе описана ассоциация СГ с пятью другими генами: ABCG5, ABCG8, STAP1, CYP7A1, LIPA и PNPLA5. Таким образом, для ранней диагностики и эффективного ведения пациентов с СГ необходимо учитывать не только расширенный спектр ассоциированных генов и белков, но и психологическое состояние пациентов, в частности уровень их тревожности, депрессии и стресса.
454-469
Семейный случай синдрома Марфана: новый вариант в гене FBN1
Аннотация
Синдром Марфана - наследственное заболевание соединительной ткани, характеризующееся ярко выраженным плейотропизмом и клинической вариабельностью. Основные проявления заболевания затрагивают три системы: скелетную, зрительную и сердечно-сосудистую. Причиной заболевания являются патогенетически значимые варианты гена, отвечающего за синтез белка фибриллин-1, который играет ключевую роль в формировании и поддержании структуры соединительной ткани (fibrillin-1 gene, FBN1). B данной статье мы описываем семейный случай (пробанд и его отец) с клиническими проявлениями синдрома Марфана. В результате секвенирования полного генома пробанда и отца был выявлен ранее не описанный вариант нуклеотидной последовательности с. 5782Т>А, р.(Cys1928Ser) в гене FBN1 в гетерозиготном состоянии. Таким образом, был установлен молекулярно-генетический диагноз синдром Марфана, путем обнаружения нового патогенного варианта в гене FBN1. Выводы. Постановка диагноза на клиническом и молекулярно-генетическом уровне у обоих пациентов определяет дальнейшую терапевтическую тактику и открывает возможности для своевременной первичной и вторичной профилактики заболевания в семье.
470-479
ЦИТОЛОГИЯ
Опухолевые модели в изучении патогенеза и разработке методов лечения рака полости рта
Аннотация
Актуальность. Рак полости рта является одним из распространенных видов рака среди новообразований головы и шеи. Рак полости рта характеризуется плохим прогнозом, отсутствием специфических биомаркеров и высокоэффективного таргетного лечения. Для изучения патогенеза данного заболевания и разработки новых методов лечения необходимы актуальные модельные системы. Понимание молекулярных особенностей рака полости рта представляет собой один из ключевых этапов в разработке новых терапевтических стратегий. В настоящее время доступен широкий спектр биологических моделей, однако их универсальность ограничена. Экспериментальные модели для исследования рака полости рта прошли путь от клеточных культур до систем in vivo, которые имитируют патологические процессы и взаимодействие опухоли и стромы. В данном обзоре мы суммировали доступную информацию о современном состоянии экспериментальных систем рака полости рта. Существующие модели in vitro включают в себя иммортализованные и первичные клеточные линии, трехмерные модели - сфероиды и органоиды. In vivo системы представлены сингенными и ксеногенными моделями, иммунодефицитными, иммунокомпетентными, гуманизированными и генно-инженерными животными. Модельные системы in vitro эффективны в изучении биологии опухолей полости рта и оценки терапевтического агента за счет высокой воспроизводимости и скорости получения результатов. Существующие клеточные линии широко используются для фундаментальных и трансляционных исследований и являются важным звеном в доклинических испытаниях. Традиционные in vivo модели применяют во второй фазе доклинических исследований при разработке лекарственных средств и являются переходным этапом к дальнейшим клиническим испытаниям. Выводы. Несмотря на значительный прогресс в разработке различных экспериментальных моделей, каждая из них имеет свои преимущества и ограничения. Не существует универсальной модели, позволяющей полностью экстраполировать получаемые результаты на человеческий организм. Поэтому при планировании исследований важно тщательно подбирать наиболее подходящие биологические модели, исходя из поставленных задач.
480-487
Антипролиферативное и проапоптотическое действие - терапевтическая активность провоспалительных макрофагов при эндометриозе
Аннотация
Актуальность. Эндометриоз, несмотря на длительное изучение, остается заболеванием с недостаточно эффективными и безопасными методами терапии, которые могли бы предотвратить его прогрессирование и улучшить качество жизни пациентов. Разработка новых методов лечения эндометриоза - это актуальная задача современной биомедицины. В связи с этим растет интерес к клеточной терапии, в частности к применению макрофагов. Цель исследования - проанализировать влияние введенных в животную модель макрофагов с провоспалительным фенотипом на пролиферацию и выживание клеток в очагах эндометриоза. Материалы и методы. На самках мыши линии C57Bl/6 получали сингенную модель эндометриоза путем внутрибрюшинной трансплантации фрагментов матки от мыши-донора. В качестве клеточного агента использовали мышиные макрофаги линии RAW264.7. Затем животных разделяли на группы: «Контроль» - мыши, которым не проводили терапию макрофагами; «Контроль терапии» - мыши, которым вводили неполяризованные макрофаги линии RAW264.7; «Терапия» - мыши с эндометриозом, которым вводили макрофаги линии RAW264.7 с провоспалительным фенотипом. Результаты и обсуждение. В результате введения макрофагов с провоспалительным фенотипом мы выявили значимое снижение продукции белка-маркера пролиферации Ki-67, а значимое увеличение продукции эффекторной каспазы 3 в клетках очагов эндометриоза по сравнению с «Контролем». При этом уровень продукции белка-супрессора опухоли p53, участвующих в запуске апоптоза в клетках, был сопоставим с таковым у группы «Контроль», в отличие от группы животных, которым вводились неполяризованные макрофаги. Выводы. Мы выявили, что анти-эндометриозная активность макрофагов с прововоспалительным фенотипом связана с тем, что их введение в мышиную модель подавляло пролиферацию клеток эндометриоза и усиливало их апоптотическую гибель благодаря активации белков p53 и каспазы 3.
488-495
ОРГАНИЗАЦИЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И ОБЩЕСТВЕННОЕ ЗДОРОВЬЕ
Результаты комплексного мониторинга наркологической ситуации среди подростков Москвы
Аннотация
Актуальность. Одной из задач Антинаркотической стратегии Российской Федерации до 2030 г., утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 23.11.2020 г. № 733, является совершенствование системы мониторинга наркоситуации, повышение оперативности и объективности исследований в сфере контроля за оборотом наркотиков. В документе также указывается, что нормативно-правовое регулирование оборота наркотиков и антинаркотической деятельности должно осуществляется с учетом анализа наркоситуации. Наряду с мониторингом употребления наркотиков чрезвычайно важно изучать ситуацию с употреблением никотинсодержащих веществ и алкоголя (постановление Правительства Российской Федерации от 20.06.2011 № 485). Особую актуальность для социально-демографической стабильности общества имеет изучение данной проблемы среди подросткового населения как в России, так и за рубежом. Цель исследования: проведение комплексного мониторинга наркологической ситуации среди подросткового населения города Москвы. Материалы и методы: м атериалом комплексного исследования послужили данные по г. Москве: медицинская статистика наркологической службы, результаты анонимного анкетирования обучающихся первых курсов колледжей, пилотное интервьюирование экспертов - специалистов наркологической службы Москвы, работающих в сфере профилактики зависимого поведения среди детей, подростков. Результаты и обсуждение. Комплексное исследование было проведено в период 2016-2023 гг. Выявлена тенденция снижения первичной обращаемости подростков за наркологической помощью, что, в первую очередь, связано с сокращением группы потребителей алкоголя, несмотря на это, в целом, ситуации с злоупотреблением подростками психоактивных веществ остается серьезной. Выводы. В связи с полученными результатами целесообразно проведение дальнейшего комплексного мониторинга наркологической ситуации среди обучающихся (подростковой молодежи) и разработка на его основе предложений по мерам профилактики среди детей, подростков и молодежи, в том числе в образовательной среде.
496-509
СТОМАТОЛОГИЯ
Значение микробиоты полости рта в возникновении и прогнозе онкологических заболеваний орофарингеальной области
Аннотация
Актуальность. Несмотря на многолетние научные исследования и клинические результаты, онкологические заболевания остаются глобальной проблемой здравоохранения. В последние годы возрос интерес к изучению роли микроорганизмов в возникновении, прогнозе и прогрессировании онкологических заболеваний. Вероятность выделения в составе ротовой микробиоты канцерогенных микроорганизмов достаточно велика. В связи с этим, понимание роли микроорганизмов в возникновении и течении онкологической патологии в дальнейшем может способствовать разработке инновационных стратегий профилактики, лечения злокачественных новообразований и минимизации осложнений противоопухолевого лечения. Целью данного обзора является литературный анализ роли представителей микробиоты полости рта человека в возникновении и прогнозе онкологических заболеваний. В ходе исследования проведены сбор и анализ 1050 научных работ с помощью поисковых систем PubMed, Google Scholar и eLIBRARY, опубликованных с 2003 по 2024 гг., среди которых 47 работ включены в данный литературный обзор. Согласно данным проведенного литературного анализа, профилактика, диагностика и лечение онкологических заболеваний могут и должны быть дополнены стоматологическими подходами, направленными на нормализацию микробиоты полости рта. Понимание того, что санация полости рта существенно снижает ее бактериальную обсемененность и как следствие сокращает количество патогенных и онкогенных микроорганизмов, может повысить качество противоопухолевого лечения без существенных материальных и социальных затрат. Выводы. Применение современных методов диагностики и мониторинга микробиоты полости рта в стоматологии может стать основой для разработки новых стратегий профилактики и лечения злокачественных новообразований слизистой оболочки полости рта. Интеграция этих данных в клиническую практику требует междисциплинарного сотрудничества между онкологами, микробиологами и стоматологами для улучшения прогноза лечения пациентов.
510-519
Стоматологическая заболеваемость детей дошкольного возраста в приемных семьях
Аннотация
Актуальность. Стоматологические болезни рта, поражающие детей самых разных возрастов - общенациональная проблема современного общества и непосредственно здравоохранения. Причем риск возникновения и прогрессирования стоматологических заболеваний среди детей из социально уязвимых групп выше, что требует поиска новых методов профилактики и лечения. В связи с ростом доли отказных детей, изучение состояния здоровья, в том числе стоматологической заболеваемости, представляет особый интерес. Целью работы явилось исследование стоматологического здоровья и распространения основных стоматологических заболеваний у детей в новых семьях-усыновителей. Материалы и методы. Для изучения стоматологической заболеваемости у усыновленных детей-сирот, были проведены в процессе обращаемости на базе стоматологических медицинских организаций г. Казани профилактические осмотры с целью выявления основных стоматологических заболеваний, а также в ходе плановых осмотров в детских дошкольных учреждениях. Обследованные дети были ранжированы в зависимости от возрастных и гендерных отличий, всего в исследовании приняли участие 35 детей-дошкольников. В ходе осмотра состояния рта у детей были выявлены некариозные болезни зубов, случаи проявлений зубочелюстной патологии, а также поражения кариесом и его осложнения. Результаты и обсуждение. Полученные результаты исследования выявили высокую распространенность стоматологическими заболеваниями среди детей из приемных семей. Дети из приемных семей высоко подвержены стоматологическим заболеваниям с самых первых лет жизни. В некоторых возрастных группах заболеваемость некариозными заболеваниями и зубочелюстными аномалиями достигала 100 % случаев. Выводы. Полученные результаты о высокой распространенности стоматологических заболеваний среди детей из приемных семей свидетельствует о неуклонном росте кариеса и его осложнений, зубочелюстных аномалий, некариозных болезней зубов у детей, находящихся в особой группе риска, в связи с неблагоприятными условиями жизни, отягощенной наследственностью, психологическими травмами, недостатками питания, а так же социальным сиротством, что в целом представляет собой социально-значимую проблему для современного здравоохранения.
520-531
ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ
Вклад сэра Чарльза Белла в медицину
Аннотация
Актуальность. Знание научных концепций и достижений прошлых лет обеспечивает информативную базу для современных исследований. Более того, эти достижения наполняются наибольшим смыслом, если они ассоциируются с конкретным человеком и временем, в котором они произошли. Таким образом, знание истории науки позволяет не пренебрегать интеллектуальным наследием прошлых поколений и обращать его в потенциал для развития современных исследований. В одном из своих выступлений нобелевский лауреат сэр Эндрю Хаксли отмечал, что, если бы он в свое время более детально ознакомился с литературой XIX в., то некоторые свои исследования он смог бы успешно завершить гораздо быстрее и эффективнее. Нужно сказать, что XIX в. подарил человечеству целую плеяду крупнейших ученых, совершивших поистине судьбоносные открытия. Наша статья посвящена одному из таких ученых - сэру Чарльзу Беллу (1774-1842), выдающемуся шотландскому хирургу, анатому и экспериментатору-физиологу. Результаты исследования. В ходе своей научной, преподавательской и практической медицинской деятельности Белл реализовал накопленные знания и опыт в публикации множества трактатов, не теряющих актуальности и по сей день. Свой талант художника Чарльз Белл применил в анатомии, собственноручно иллюстрируя великолепные книги, написанные в соавторстве со старшим братом, известным хирургом Джоном Беллом, и в хирургии (точнее, в военно-полевой хирургии), зарисовывая раненых после сражения при Ватерлоо. Неоценимый вклад внес ученый и в развитие неврологии. Так, имя Чарльза Белла увековечено в названии длинного грудного (или «наружного дыхательного») нерва, в описании паралича нижних двигательных нейронов лицевого нерва и в «симптоме Белла», когда глазное яблоко закатывается вверх при попытке закрыть глаз. Широко известно его описание различий между пятым и седьмым черепными нервами, а также определение морфо-функциональных особенностей передних и задних корешков спинного мозга как закон Белла. За неоценимый вклад в науку Чарльз Белл был награжден золотой медалью Королевского общества и произведен в рыцари Ганноверского гвельфийского ордена. Выводы. Выражение великого русского хирурга Н.И. Пирогова «Все, что есть высокого на свете, - искусство, вдохновение и наука…» как нельзя более подходит для характеристики его современника Чарльза Белла, соединившего в себе эти три ипостаси. Важно отметить, что рефлекторная теория, основателем которой считают Чарльза Белла, является основополагающей концепцией физиологии и медицины.
532-542
ОНКОЛОГИЯ
Иммуногистохимическое исследование экспрессии белка P53 при развитии плоскоклеточного рака слизистой полости рта
Аннотация
Актуальность. Исследования развития плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта имеют первостепенное значение из-за широкого распространения заболевания и агрессивного течения. При гистологическом изучении развития плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта не всегда возможно определить первые признаки малигнизации. Плоскоклеточный рак может развиваться из эпителиальной гиперплазии и эпителиальной дисплазии разной степени выраженности. Помимо гистологических методов исследования для опухолевых заболеваний широко используют имуногистохимический метод, при котором используют белок Ki-67, с помощью которого можно определить пролиферацию клеток эпителия, также белок Р53 кодирующий ген TP53, который является супрессором опухолевого роста. Он активируется только при наличии повреждения генома клетки. Цель - оценить экспрессию белков Ki-67 и P53 при развитии дисплазии и плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта. Материал и методы. Для исследования были выделены четыре группы: 1-я группа - 16 пациентов (34,7 %) с диагнозом «эпителиальная гиперплазия», 2-я группа 8 пациентов (17,3 %) с диагнозом «эпителиальная дисплазия низкой степени», 3-я группа - 9 (19,5 %) с диагнозом «эпителиальная дисплазия высокой степени», 4-я группа - 13 (28,2 %) с диагнозом «плоскоклеточный рак». Для определения пролиферации клеток использовали мышиные моноклональные антитела к Ki-67 (клон ММ1, Diagnostic Biosystems, США). Экспрессию P53 определяли при помощи мышиных моноклональных антител к белку P53 (Clone D07, Novocastra, Великобритания). Для исследования только «мутантного типа» белка P53 использовали моноклональные кроличьи антитела P53 (Clone Y5 Epitomics, США). Результаты и обсуждения. Экспрессия белков Ki-67 и P53 отмечалась во всех группах. Однако минимальное количество иммунопозитивных клеток при исследовании P53 (Clone D07) и P53 (Clone Y5) наблюдалось в группе эпителиальная гиперплазия, а максимальное в группе плоскоклеточный рак. Увеличение количества окрашенных клеток достоверно увеличивалось по мере возрастания степени дисплазии эпителия от эпителиальной гиперплазии и эпителиальной гиперплазии низкой степени тяжести к эпителиальной гиперплазии высокой степени тяжести и плоскоклеточному раку. Выводы. Таким образом, выявление экспрессии белка Р53 (Clone Y5) в эпителии указывает на наличие изменения генетического аппарата и метаболизма клеток, что можно использовать при ранней диагностике плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта.
543-553

