EISSN 2949-5938

· Язык: ru

Статья: Изменение внутриклеточной сигнализации, индуцированной норадреналином и серотонином, при старении мультипотентных мезенхимных стромальных клеток человека (2025)

Читать

Читать онлайн

В данной работе мы исследовали изменения гормональной регуляции стволовых клеток жировой ткани человека при старении и то, как эти изменения ассоциированы с адипогенной дифференцировкой этих клеток. В качестве объекта изучения гормональной регуляции использовали постнатальные стволовые клетки жировой ткани — мультипотентные мезенхимные стромальные клетки (МСК). Мы показали, что как МСК с индуцированным репликативным старением, так и МСК, полученные от пожилых доноров, обладают сниженным адипогенным потенциалом, также у этих клеток нарушены механизмы регуляции адипогенной дифференцировки при действии норадреналина и серотонина. Изучение внутриклеточных сигнальных каскадов позволило установить, что при старении в МСК проявляется пониженная активация как цАМФ-зависимых, так и фосфоинозитид/ кальций-зависимых сигнальных каскадов. Кальциевые ответы на стимуляцию норадреналином и серотонином оказались отложенными во времени в МСК с индуцированным репликативным старением. Таким образом, старение приводит к снижению регуляторного воздействия гормонов-регуляторов на адипогенную дифференцировку МСК человека.

Ключевые фразы: мультипотентные мезенхимные стромальные клетки, адипогенная дифференцировка, норадреналин, СЕРОТОНИН, Внутриклеточная сигнализация, сенес- ценция, клеточное старение

Автор (ы): Чечехина Елизавета Сергеевна, Кулебякин Константин Юрьевич, Григорьева Ольга Александровна, Ефименко Анастасия Юрьевна, Тюрин-Кузьмин Петр Алексеевич

Журнал: РЕГЕНЕРАЦИЯ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI: Биология
УДК: 57. Биологические науки

Для цитирования:

ЧЕЧЕХИНА Е. С., КУЛЕБЯКИН К. Ю., ГРИГОРЬЕВА О. А., ЕФИМЕНКО А. Ю., ТЮРИН-КУЗЬМИН П. А. ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРИКЛЕТОЧНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ, ИНДУЦИРОВАННОЙ НОРАДРЕНАЛИНОМ И СЕРОТОНИНОМ, ПРИ СТАРЕНИИ МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ МЕЗЕНХИМНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА // РЕГЕНЕРАЦИЯ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ. 2025. № 3, ТОМ 2

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Lee CH, Olson P, Evans RM. Minireview: lipid metabolism, metabolic diseases, and peroxisome proliferator-activated receptors. Endocrinology. 2003;144(6):2201-2207.
2. Bjorntorp P. Body fat distribution, insulin resistance, and metabolic diseases. Nutrition. 1997;13(9):795-803.
3. Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, Slaper-Cortenbach I, Marini F, Krause D, et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 2006;8(4):315 -317.
4. Bourin P, Bunnell BA, Casteilla L, Dominici M, Katz AJ, March KL, et al. Stromal cells from the adipose tissue-derived stromal vascular fraction and culture expanded adipose tissue-derived stromal/stem cells: a joint statement of the International Federation for Adipose Therapeutics and Science (IFATS) and the International Society for Cellular Therapy (ISCT). Cytotherapy. 2013;15(6):641-648.
5. Калинина Н, Сысоева В, Рубина К, Парфенова ЕВ, Ткачук ВА. Мезенхимальные стволовые клетки в процессах роста и репарации тканей. Acta Naturae. 2011;3(4):32-39.
6. Phinney DG, Prockop DJ. Concise review: mesenchymal stem/multipotent stromal cells: the state of transdifferentiation and modes of tissue repair - current views. Stem Cells. 2007;25(11):2896-2902.
7. Arner E, Westermark PO, Spalding KL, Britton T, Ryden M, Frisen J, et al. Adipocyte turnover: relevance to human adipose tissue morphology. Diabetes. 2010;59(1):105-109.
8. Mendez-Ferrer S, Michurina TV, Ferraro F, Mazloom AR, Macarthur BD, Lira SA, et al. Mesenchymal and haematopoietic stem cells form a unique bone marrow niche. Nature. 2010;466(7308):829-834.
9. Tyurin-Kuzmin PA, Dyikanov DT, Fadeeva JI, Sysoeva VY, Kalinina NI. Flow cytometry analysis of adrenoceptors expression in human adipose-derived mesenchymal stem/stromal cells. Sci Data. 2018;5:180196.
10. Tyurin-Kuzmin PA, Fadeeva JI, Kanareikina MA, Kalinina NI, Sysoeva VY, Dyikanov DT, et al. Activation of beta-adrenergic receptors is required for elevated alpha1A-adrenore-ceptors expression and signaling in mesenchymal stromal cells. Sci Rep. 2016;6:32835.
11. Wu J, Bostrom P, Sparks LM, Ye L, Choi JH, Giang AH, et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human. Cell. 2012;150(2):366-376.
12. Amireault P, Sibon D, Cote F. Life without peripheral serotonin: insights from tryptophan hydroxylase 1 knockout mice reveal the existence of paracrine/autocrine serotonergic networks. ACS Chem Neurosci. 2013;4(1):64-71.
13. Kotova PD, Sysoeva VY, Rogachevskaja OA, Bystrova MF, Kolesnikova AS, Tyurin-Kuzmin PA, et al. Functional expression of adrenoreceptors in mesenchymal stromal cells derived from the human adipose tissue. Biochim Biophys Acta. 2014;1843(9):1899-1908.
14. Chechekhin VI, Ivanova AM, Kulebyakin KY, Antropova YG, Karagyaur MN, Skryabina MN, et al. Peripheral 5-HT/HTR6 axis is responsible for obesity-associated hypertension. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Cell Research. 2024;1871(2):119651.
15. Crane JD, Palanivel R, Mottillo EP, Bujak AL, Wang H, Ford RJ, et al. Inhibiting peripheral serotonin synthesis reduces obesity and metabolic dysfunction by promoting brown adipose tissue thermogenesis. Nat Med. 2015;21(2):166-172.
16. Sethe S, Scutt A, Stolzing A. Aging of mesenchymal stem cells. Ageing Res Rev. 2006;5(1): 91-116.
17. Hayflick L, Moorhead PS. The serial cultivation of human diploid cell strains. Exp Cell Res. 1961;25(3):585-621.
18. Оловников А. Недорепликация ДНК на краю матрицы (маргинотомия) и проблемы развития организмов. В сб: Проблемы биологии старения М.: Наука, 1983:40-48.
19. Voynova E, Kulebyakin K, Grigorieva O, Novoseletskaya E, Basalova N, Alexandrushkina N, et al. Declined adipogenic potential of senescent MSCs due to shift in insulin signaling and altered exosome cargo. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2022;10:01-14.
20. Efimenko A, Dzhoyashvili N, Kalinina N, Kochegura T, Akchurin R, Tkachuk V, et al. Adipose-derived mesenchymal stromal cells from aged patients with coronary artery disease keep mesenchymal stromal cell properties but exhibit characteristics of aging and have impaired angiogenic potential. Stem Cells Transl Med. 2014;3(1):32-41.
21. Kim M, Kim C, Choi YS, Kim M, Park C, Suh Y. Age-related alterations in mesenchymal stem cells related to shift in differentiation from osteogenic to adipogenic potential: implication to age-associated bone diseases and defects. Mechanisms of ageing and development. 2012;133(5):215-225.
22. Mushahary D, Spittler A, Kasper C, Weber V, Charwat V. Isolation, cultivation, and characterization of human mesenchymal stem cells. Cytometry Part A. 2018;93(1):19-31.
23. Chechekhin VI, Kulebyakin KY, Kalinina NI, Tyurin-Kuzmin PA. Noradrenaline and serotonin-dependent sensitization of MSCs to noradrenaline. MethodsX. 2024;12:102587.
24. Tyurin-Kuzmin PA, Karagyaur MN, Kulebyakin KY, Dyikanov DT, Chechekhin VI, Ivanova AM, et al. Functional Heterogeneity of Protein Kinase A Activation in Multipotent Stromal Cells.International journal of molecular sciences. 2020;21(12):4442.
25. Batra N, Kar R, Jiang JX. Gap junctions and hemichannels in signal transmission, function and development of bone. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes. 2012;1818(8):1909-1918.
26. Valiunas V, Doronin S, Valiuniene L, Potapova I, Zuckerman J, Walcott B, et al. Human mesenchymal stem cells make cardiac connexins and form functional gap junctions. The Journal of physiology. 2004;555(3):617-626.
27. Лобанова МВ, Ратушный АЮ, Буравкова ЛБ. Экспрессия генов, ассоциированных со старением, в мультипотентных мезенхимальных стромальных клетках при длительном культивировании в условиях разного содержания кислорода. Доклады Академии наук. 2016;470(2):227-229.
28. Turinetto V, Vitale E, Giachino C. Senescence in Human Mesenchymal Stem Cells: Functional Changes and Implications in Stem Cell-Based Therapy.Int J Mol Sci. 2016;17(7):1-18.
29. Makarevich PI, Boldyreva MA, Gluhanyuk EV, Efimenko AY, Dergilev KV, Shevchenko EK, et al. Enhanced angiogenesis in ischemic skeletal muscle after transplantation of cell sheets from baculovirus-transduced adipose-derived stromal cells expressing VEGF165. Stem Cell Res Ther. 2015;6:204.
30. Tyurin-Kuzmin PA, Hayashi Y, Kulebyakin K. Functional heterogeneity of stem cells. Frontiers Media SA; 2023:1179911.
31. Zhang Q, Huang H, Zhang L, Wu R, Chung CI, Zhang SO, et al. Visualizing Dynamics of Cell Signaling In Vivo with a Phase Separation-Based Kinase Reporter. Mol Cell. 2018;69(2):347.
32. Tyurin-Kuzmin PA, Chechekhin VI, Ivanova AM, Dyikanov DT, Sysoeva VY, Kalinina NI, et al. Noradrenaline Sensitivity Is Severely Impaired in Immortalized Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cell Line.Int J Mol Sci. 2018;19(12):1-11.
33. Kulebyakin K, Tyurin-Kuzmin P, Efimenko A, Voloshin N, Kartoshkin A, Karagyaur M, et al. Decreased insulin sensitivity in telomerase-immortalized mesenchymal stem cells affects efficacy and outcome of adipogenic differentiation in vitro. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2021;9:662078.
34. Stunes A, Reseland JE, Hauso 0, Kidd M, T0mmeras K, Waldum H, et al. Adipocytes express a functional system for serotonin synthesis, reuptake and receptor activation. Diabetes, Obesity and Metabolism. 2011;13(6):551-558.

Выпуск

№ 3, Том 2 (2025)

Кол-во страниц: 66 страниц

Другие статьи выпуска

ФОРМИРОВАНИЕ ТКАНЕИНЖЕНЕРНОЙ КОНСТРУКЦИИ ХРЯЩА НА ОСНОВЕ МИКРОЧАСТИЦ ДЕЦЕЛЛЮЛЯРИЗОВАННОГО ХРЯЩА В ПЕРФУЗИОННОМ БИОРЕАКТОРЕ (2025)

Авторы: Басок Юлия Борисовна, Григорьев Алексей Михайлович, Кирсанова Людмила Анфилофьевна, Белова Александра Дмитриевна, Суббот Анастасия Михайловна, Гусева Екатерина Алексеевна, Немец Евгений Абрамович, Севастьянов Виктор Иванович

Формирование тканевого эквивалента на основе инъекционной формы микродисперсного скаффолда — микрочастиц децеллюляризованного хряща свиньи (ДецХс) — представляется перспективной технологией для восстановления дефектов хрящевой ткани. Целью данной работы было получение и сравнительное исследование тканеинженерной конструкции (ТИК) на основе микрочастиц ДецХс и мезенхимальных стромальных клеток (МСК) в статических условиях и в перфузионном биореакторе. Материалы и методы. Процесс децеллюляризации включал циклы замораживания и оттаивания (-196…+37 °C), использование поверхностно-активных веществ (Triton X-100 и додецилсульфат натрия), а также обработку ДНКазой. Морфология поверхности и ближайшего подповерхностного слоя образцов была исследована с помощью сканирующей электронной микроскопии. Каждая ТИК состояла из 5×105 МСК и 5 мг ДецХс. Результаты. Установлено, что по сравнению со статическими условиями культивирование МСК на микрочастицах ДецХс в перфузионном биореакторе в течение 14 суток позволяет увеличить пролиферативную активность клеток с последующей хондрогенной дифференцировкой, о чем говорит способность клеточной компоненты ТИК синтезировать внеклеточный матрикс (ВКМ), гистохимический анализ которого выявил наличие коллагена и гликозаминогликанов (ГАГ). Заключение. Показана возможность формирования ТИК хряща на основе ДецХс и МСК в условиях 3D-культивирования как в статических условиях, так и в перфузионном биореакторе. Культивирование МСК на ДецХс в условиях потока при скорости 1 мм/мин способствовало увеличению пролиферативной активности клеток по сравнению со статическими условиями, а также поддерживало способность клеток синтезировать ВКМ, гистохимический анализ которого выявил наличие общего коллагена и ГАГ, что может являться подтверждением хондрогенной дифференцировки МСК.

Сохранить в закладках

T-кадгерин как ключевой регулятор метаболизма в норме и при патологии. Мини-обзор (2025)

Авторы: Рубина Ксения Андреевна, Сысоева Вероника Юрьевна, Кулебякин Константин Юрьевич, Семина Екатерина Владимировна

T-кадгерин (также в литературе используются названия cadherin 13, H-cadherin ( heart) и белок, кодируемый геном CDH13) является многофункциональным белком, играющим ключевую роль в регуляции метаболизма, адипогенеза и канцерогенеза. В обзоре приведены и сформулированы современные представления о структуре и функциях T-кадгерина, его взаимодействии с лигандами, адипонектином и липопротеинами низкой плотности (ЛНП). Особое внимание уделено анализу роли T-кадгерина в адипогенной дифференцировке мезенхимальных стромальных/стволовых клеток (МСК), а также влиянию T-кадгерина на процессы накопления липидов и поддержания метаболического гомеостаза. Высказано предположение о том, что T-кадгерин может выступать в качестве сенсора метаболических сигналов, регулируя баланс между адипогенезом и активацией стволовых/прогениторных клеток, что важно для поддержания клеточного гомеостаза жировой ткани.

В контексте онкологических заболеваний T-кадгерин функционирует как потенциальный опухолевый супрессор. Потеря экспрессии T-кадгерина характерна для многих типов рака, включая рак молочной железы, легких и колоректальный рак. Снижение уровня T-кадгерина может быть связано с гиперметилированием промотора гена CDH13 или потерей гетерозиготности. T-кадгерин может также опосредовать защитное действие адипонектина, который обладает онкосупрессивными свойствами. Нарушение баланса между адипонектином и ЛНП при ожирении и метаболическом синдроме может способствовать развитию онкологических заболеваний.

Таким образом, T-кадгерин может опосредовать взаимосвязь процессов ожирения и канцерогенеза. Способность T-кадгерина регулировать адипогенез и взаимодействовать с лигандами, влияющими на метаболизм в целом, делает его перспективной мишенью для дальнейших исследований. Понимание молекулярных механизмов участия T-кадгерина в этих процессах может открыть новые подходы к лечению ожирения и связанных с ним онкологических заболеваний.

Сохранить в закладках

Стволовые клетки для терапии нейродегенерации (2025)

Авторы: Полтавцева Римма Алексеевна, Свирщевская Елена Викторовна, Чиков Владимир Михайлович, Бобкова Наталья Викторовна, Сухих Геннадий Тихонович

Регенеративная медицина является бурно развивающейся областью биомедицины, направленной на восстановление поврежденных тканей и органов. Перспективные направления исследований включают создание искусственных органов, разработку биоматериалов, персонализированную медицину при сердечно-сосудистых, нейродегенеративных, онкологических заболеваниях, сахарном диабете и многих других патологиях. Однако существенным препятствием на пути широкого внедрения регенеративной медицины в клиническую практику являются проблемы, связанные с иммунологическими реакциями, этическими вопросами и масштабированием технологий.

Использование стволовых клеток (СК), выделяемых ими органелл, в том числе малых внеклеточных везикул (мВВ), биологически активных соединений является альтернативным методом для лечения заболеваний, в терапии которых существующие традиционные методы лечения малоэффективны. Клеточная терапия на основе мезенхимальных, эмбриональных, нейральных и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток рассматривается как перспективный подход в лечении нейродегенеративных заболеваний, распространенность которых растет в связи с увеличением продолжительности жизни населения. Интерес к трансплантации мВВ объясняется не только их малыми размерами по сравнению с клетками, что облегчает их распространение в организме реципиента, но и сходством эффектов с действием материнских клеток. В данном обзоре приведены экспериментальные данные по анализу использования СК и их продуктов для терапии и профилактики нейродегенеративных заболеваний.

Сохранить в закладках

Началось регуляторное клиническое исследование оригинального отечественного биологического лекарственного препарата на основе секретома мезенхимных стромальных клеток человека «МедиРег»® (2025)

Авторы: Ефименко Анастасия Анастасия

На протяжении всей жизни клеточные компоненты тканей и органов нуждаются в своевременном обновлении и восстановлении после серьезных повреждений. Эту функцию выполняют стволовые клетки, которые во взрослом организме регулируются специфическим микроокружением, называемым нишей стволовых клеток. Нарушение функции ниши может приводить к утрате целостности и дисфункции ткани. Показано, однако, что ниша стволовой клетки способна к частичному восстановлению. Значительный вклад в этот процесс вносят мультипотентные мезенхимные стволовые/стромальные клетки (МСК), которые обнаружены в различных нишах тканеспецифичных стволовых клеток, где они участвуют в поддержании и восстановлении поврежденных ниш, предположительно за счет секреции широкого спектра факторов, комплекс которых называется секретомом, вовлеченных в регуляцию репарации и регенерации тканей. Использование секретома клеток, в частности МСК, в качестве продуктов для регенеративной медицины лежит в основе активно развивающегося нового направления клеточной терапии, так называемой «клеточной терапии без клеток» (cell-free cell therapy).

Недавно в РФ было впервые инициировано регуляторное клиническое исследование оригинального биологического лекарственного препарата «МедиРег»® на основе секретома МСК человека, разработанного и произведенного в МГУ имени М. В. Ломоносова, который предназначен для лечения тяжелых нарушений сперматогенеза за счет стимуляции восстановления поврежденной ниши сперматогониальных стволовых клеток. В данном коротком сообщении на примере препарата «МедиРег»® обсуждаются ключевые особенности разработки и доклинических исследований биологических препаратов на основе секретома МСК человека и перспективы их трансляции в клиническую практику.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: ОБЩЕСТВО РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЫ
Регион: Россия, Москва
Почтовый адрес: 119991, г. Москва, Ломоносовский проспект, д.27, корп.1
Юр. адрес: 119234, г Москва, р-н Раменки, Ломоносовский пр-кт, д 27 к 1
ФИО: Ткачук Всеволод Арсеньевич (ПРЕЗИДЕНТ)
Контактный телефон: +7 (___) _______
Сайт: https://www.regmedru.com/

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.

Наведите камеру на QR-код, чтобы открыть моб. версию страницы.