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

Скачать (260KB)
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)

© Эко-Вектор, 2022

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).