Том 20, № 2 (2025)

Белок HMGB1 относится к семейству белков с высокой электрофоретической подвижностью (high mobility group), отличительной особенностью которых является наличие структурно-консервативного ДНК-связывающего HMGB-домена. Помимо двух ДНК-связывающих доменов, соединённых коротким линкером, белок HMGB1 содержит в своём составе короткую N-концевую последовательность и неупорядоченный участок в С-концевой области. Показано, что посредством отрицательно-заряженного С-концевого участка HMGB1 модулирует ДНК-белковые и белок-белковые взаимодействия. HMGB1 принимает участие практически во всех ключевых клеточных процессах, включая репарацию и транскрипцию, а также вовлечён в организацию хроматина. Кроме того, для белка HMGB1 показано функционирование в качестве молекулярного фрагмента, ассоциированного с повреждениями и запускающего воспалительные процессы. Поскольку активность HMGB1 критически важна для поддержания нормальной клеточной активности и жизнедеятельности, нарушения его функционирования часто связаны с возникновением и развитием различных заболеваний, включая онкологические и сердечно-сосудистые, воспалительные процессы, а также аутоиммунные расстройства. Таким образом, для поддержания нормальных функций активность HMGB1 в клетке должна строго регулироваться на уровне экспрессии гена, посредством посттрансляционных модификаций и на уровне стабильности белка. В последние годы были идентифицированы специфические Е3-убиквитин-лигазы, которые способствуют деградации белка HMGB1 через убиквитин-протеасомную систему. В настоящей работе приведён обзор таких ферментов и обсуждаются их функции.

Обоснование. Криоконсервация является широко применяемым методом длительного сохранения жизнеспособности культур клеток или сложных клеточных структур, включая органоиды, которые используются как для научных задач, так и в скрининговых исследованиях и клинической практике. Данных о криоконсервации органоидов на основе дифференцированных производных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) в настоящее время недостаточно.

Цель. Оптимизация протоколов медленной криоконсервации нейральных органоидов из дифференцированных производных ИПСК и хондросфер.

Методы. Нейральные органоиды, полученные из дифференцированных в нейральном направлении ИПСК человека, на 9, 14, 22, 29 и 43-и сутки подвергали криоконсервации в четырёх вариантах растворов. После размораживания оценивали целостность и размеры органоидов, выполняли количественную полимеразную цепную реакцию на нейральные маркёры МАР2 и NES, а также иммуногистохимическое (ИГХ) окрашивание на бета-3-тубулин, МAP2, SOX2 и ядерный антиген пролиферирующих клеток (proliferating cell nuclear antigen, PCNA).

Хондросферы получали из хондроцитов человека и криоконсервировали их через 29 дней после перевода в 3D-условия культивирования в растворе 82% DMEM + 10% FBS + 8% DMSO + 10 мкмоль ROCK-ингибитора Y27632 (Ri, Rho-associated protein kinase inhibitor). После размораживания проводили ИГХ-анализ на экспрессию хондрогенных маркёрных белков аггрекана, коллагена II типа и SOX9, а также на PCNA.

Результаты. Нейральные органоиды, замороженные на 3–6-й неделе от начала дифференцировки, показали наибольшее сохранение целостности после разморозки. Через неделю после разморозки диаметр нейральных органоидов уменьшался в среднем на 14,5%, однако ещё через неделю их размер практически достигал значений на соответствующий день дифференцировки для органоидов, не подвергавшихся криоконсервации. Количественная полимеразная цепная реакция, а также ИГХ-окрашивание показали сохранение нейрального фенотипа клетками нейральных органоидов через 2 нед после разморозки. Хондросферы в течение 2 нед после разморозки не демонстрировали изменений диаметра и показали 100% сохранение целостности органоидов. ИГХ-анализ продемонстрировал присутствие хондроцитарных белков в хондросферах через 2 нед после разморозки.

Заключение. По итогам исследования оптимальной стадией для криоконсервации нейральных органоидов на основе ИПСК можно считать 3-ю неделю от начала дифференцировки, а криопротекторный раствор 82% DMEM + 10% FBS + 8% DMSO — наиболее подходящим для заморозки. Этот раствор также подходит для криоконсервации хондросфер.

Обоснование. Кардиомиоциты человека, полученные методом направленной дифференцировки из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), представляют собой перспективную модель для изучения аритмогенности и электрофизиологических реакций при бета-адренергической стимуляции. Изопреналин, неселективный бета-адренергический агонист, широко применяется как в исследованиях электрофизиологии сердца, так и в клинической практике для лечения брадикардии, сердечной блокады и остановки сердца. Однако количественные данные о его воздействии на ионные каналы человеческого сердца остаются ограниченными, так как большинство исследований выполняются на моделях животных и в условиях, не отражающих физиологическую норму.

Цель. Исследование влияния изопреналина на потенциалзависимые ионные каналы в желудочковых кардиомиоцитах человека, полученных методом направленной дифференцировки из ИПСК от здорового донора.

Методы. Методом пэтч-кламп были зарегистрированы токи ионных каналов, включая быстрые натриевые каналы, кальциевые каналы L-типа и медленные компоненты калиевых каналов задержанного выпрямления. Желудочковые кардиомиоциты человека получены методом направленной дифференцировки из ИПСК здорового донора.

Результаты. Установлено, что изопреналин в концентрации 1 мкМ значительно усиливает активность ионных каналов, увеличивая амплитуду быстрых натриевых токов на 73%, кальциевых токов L-типа — на 120% и медленных калиевых токов — на 98%. Кроме того, получены дополнительные параметры электрофизиологической активности, что позволило глубже понять бета-адренергическую реакцию в человеческих кардиомиоцитах.

Заключение. Определена ценность использования кардиомиоцитов человека, полученных методом направленной дифференцировки, как надёжной модели для изучения аритмогенности и реакций на бета-адренергическую стимуляцию. Эти количественные данные могут быть полезны для построения математических моделей функции сердца и прогнозирования поведения сердечной ткани при симпатической стимуляции.

Обоснование. На сегодняшний день имеется ограниченное количество исследований, раскрывающих роль мезенхимальных стволовых клеток (МСК) периваскулярной жировой ткани (ПВЖТ) в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний, в частности пороков сердца, которым подвержены люди всех возрастов. В связи с этим представляет интерес изучение биологических особенностей МСК ПВЖТ при данной патологии. Профиль экспрессии поверхностных маркёров является базовой характеристикой клеток, которая отражает их функциональное состояние, поэтому данная работа посвящена оценке и сравнительной характеристике иммунофенотипа МСК ПВЖТ, полученных от пациентов разных возрастов с пороками сердца различной невоспалительной этиологии.

Цель. Изучение морфотипа и иммунофенотипа МСК ПВЖТ у пациентов детского и пожилого возраста с пороками сердца разной этиологии.

Методы. В исследование было включено 16 пациентов с пороками сердца разных возрастных групп. Из ПВЖТ выделяли МСК и культивировали их. Со 2-го по 4-й пассаж проводили исследование уровня экспрессии данными клетками поверхностных маркёров СD90, CD105, CD73, CD34 и HLA-DR методом проточной цитофлуориметории.

Результаты. В культуре МСК, полученной из ПВЖТ пациентов детского возраста, на 2-м пассаже лишь 47,97% клеток экспрессировали специфические поверхностные маркёры. Однако с увеличением количества пассажей число клеток с фенотипом, характерным для МСК, повышалось (р=0,0016). При пассировании МСК ПВЖТ пациентов старшего возраста обнаружено, что на втором пассаже 95,98% клеток несли на своей поверхности специфические маркёры, экспрессия которых уменьшалась по мере пассирования и к 4-му пассажу снизилась до 44,59% (р=0,0016).

Заключение. Изучаемые поверхностные маркёры (СD90, CD105, CD73, CD34 и HLA-DR) экспрессировались в МСК ПВЖТ пациентов старшего возраста с пороками сердца невоспалительной этиологии слабее, чем в МСК ПВЖТ, полученных от детей со схожей патологией сердца.