Дарья Сергеевна Семенова - инженер-исследователь Санкт-Петербургский ГУ; младший научный сотрудник лаборатории регенеративной биомедицины Институт цитологии РАН; лаборант-исследователь лаборатории молекулярной кардиологии и генетики НМИЦ имени В.А. Алмазова.
Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, 199034; Тихорецкий просп., 4, Санкт-Петербург, 194064; ул. Аккуратова, 2, Санкт-Петербург, 197341
Semenova Daria S., Research Engineer at Saint-Petersburg SU; Junior Researcher at the Laboratory of Regenerative Biomedicine, Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Cytology of the RAS; Laboratory Assistant at the Laboratory of Molecular Cardiology and Genetics, SBI V.A. Almazov NMRC.
Universitetskaya nab., 7-9, Saint Petersburg, 199034; Tikhoretskiy Ave., 4, Saint Petersburg, 194064; Akkuratova St., 2, Saint Petersburg, 197341
Артем Михайлович Киселев - научный сотрудник лаборатории регенеративной биомедицины.
Тихорецкий просп., 4, Санкт-Петербург, 194064
Kiselev Artem M., Researcher at the Laboratory of Regenerative Biomedicine.
Tikhoretskiy Ave., 4, Saint Petersburg, 194064
Анна Борисовна Малашичева - кандидат биологических наук заведующая лабораторией регенеративной биомедицины Институт цитологии РАН; заведующая научно-исследовательской лабораторией молекулярной кардиологии и генетики института молекулярной биологии и генетики НМИЦ имени В.А. Алмазова; доцент кафедры эмбриологии биологического факультета Санкт-Петербургский ГУ; руководитель лаборатории регенеративной биомедицины Институт цитологии РАН.
Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, 199034; Тихорецкий просп., 4, Санкт-Петербург, 194064; ул. Аккуратова, 2, Санкт-Петербург, 197341
Malashicheva Anna B., PhD, Head of the Laboratory of Regenerative Biomedicine Institute of Cytology of the RAS; Head of the Laboratory of Molecular Cardiology and Genetics, Institute of Molecular Biology and Genetics, V.A. Almazov National Medical Research Center; Associate Professor at the Department of Embryology, Faculty of Biology Saint-Petersburg SU.
Universitetskaya nab., 7-9, Saint Petersburg, 199034; Tikhoretskiy Ave., 4, Saint Petersburg, 194064; Akkuratova St., 2, Saint Petersburg, 197341
Цель. Кальцинированный стеноз аортального клапана является третьей ведущей причиной сердечно-сосудистых заболеваний. Механизмы, лежащие в основе этого процесса, остаются неясными, однако известно, что они во многом схожи с формированием костной ткани во время эмбрионального развития, а также в постнатальном периоде при регенерации. Существует множество подтверждений участия ZBTB16 в развитии скелета. При этом данные ряда исследований, проведенных на разных типах клеточных культур, свидетельствуют о противоречивом и неоднозначном влиянии ZBTB16 на экспрессию RUNX2. Понимание сходства и различий в механизмах, опосредующих остеогенную дифференци-ровку клеток во время физиологического формирования кости и патологической оссификации тканей может дать предпосылки для возможности управления процессами остеогенной дифференцировки в организме человека. Таким образом, цель данного исследования состояла в изучении динамической вариабельности экспрессии ZBTB16, а также его роли в кальцификации клапана аорты.
Материалы и методы. В исследовании использованы разные типы клеточных культур мезенхимального происхождения - интерстициальные клетки аортального клапана, мезенхимальные стволовые клетки пупочного канатика, стволовые клетки связок и пульпы зуба. С помощью метода ПЦР в реальном времени анализировали изменения уровней экспрессии ZBTB16 и RUNX2 под влиянием остеогенных стимулов, а также при экзогенной активации ZBTB16. В интерстициальных клетках аортального клапана проанализированы уровни экспрессии некоторых остеогенных маркеров - BMP2,4, COL1A1, IBSP, DLX2, PDK4.
Результаты. Значительное повышение экспрессии ZBTB16 наблюдается при индукции остеогенной дифференцировки различных клеточных культур - интерстициальных клеток аортального клапана, мезенхимальных стволовых клеток пупочного канатика, стволовых клеток связок и пульпы зуба. Получены данные о том, что процессы остеогенной дифференцировки интерстициальных клеток аортального клапана при использовании в среде для культивирования дек-саметазона осуществляются посредством RUNX2-зависимого сигналинга, что необходимо для последующей активации остеогенных маркеров.
Заключение. Изучение модуляции клеточных сигналов посредством ZBTB16 при активации либо подавлении работы транскрипционного фактора в будущем может приблизить нас к умению усиливать регенеративные способности клеток костной ткани или, напротив, предотвращать кальцификацию тканей аортального клапана.
Aim. Calcified aortic valve stenosis is the third leading cause of cardiovascular disease. The mechanisms underlying this process remain unclear, however, it is known that they are largely similar to the formation of bone tissue during embryonic development, as well as in the postnatal period during regeneration. There is evidence for the involvement of Zinc Finger and BTB Domain Containing 16 (ZBTB16) in skeletal development. At the same time, a number of studies carried out on different types of cell cultures indicate a contradictory and ambiguous effect of ZBTB16 on RUNX2 expression. Thus, the aim of this study was to investigate the dynamic variability of ZBTB16 expression, as well as its role in aortic valve calcification.
Methods. The study used different types of mesenchymal cells cultures - aortic valve interstitial cells, umbilical cord mesenchymal stem cells, ligament stem cells and dental pulp stem cells. Changes in ZBTB16 and RUNX2 expression levels under the influence of osteogenic stimuli, as well as during exogenous activation of ZBTB16, were analyzed using real-time PCR. Expression levels of some osteogenic markers - BMP2,4, COL1A1, IBSP, DLX2, PDK4 - were analyzed in the interstitial cells of the aortic valve.
Results. The results of the study indicate that a significant increase in the expression of ZBTB16 is observed during the induction of osteogenic differentiation of various cell cultures - interstitial cells of the aortic valve, mesenchymal stem cells of the umbilical cord, stem cells of the ligaments and dental pulp. Apparently, the processes of osteogenic differentiation of aortic valve interstitial cells, in the presence of dexamethasone in cultivation medium, are provided through RUNX2-dependent signaling for the further activation of osteogenic markers.
Conclusion. The study of modulation of cellular signals by ZBTB16, when activating or suppressing the work of a transcriptional factor, in the future may bring us closer to the ability to enhance the regenerative abilities of bone tissue cells or, conversely, prevent calcification of the aortic valve tissues.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.