СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАЧЕСТВЕННОГО И КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА МОЛЕКУЛ, ВЫДЕЛЯЕМЫХ ПЕРВИЧНЫМИ ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫМИ КЛЕТКАМИ КОРОНАРНОЙ И ВНУТРЕННЕЙ ГРУДНОЙ АРТЕРИИ ЧЕЛОВЕКА В ФИЗИОЛОГИЧЕСКОМ И ДИСФУНКЦИОНАЛЬНОМ СОСТОЯНИИ

Основные положения

• Дисфункциональные эндотелиальные клетки характеризуются патологическим слущиванием рецепторных маркеров эндотелиального фенотипа, а также снижением выделения компонентов эндотелиальной базальной мембраны и субэндотелиального внеклеточного матрикса в культуральную среду.
• В сравнении с эндотелиальными клетками внутренней грудной артерии эндотелиальные клетки коронарной артерии отличаются повышенным выделением в культуральную среду интегринов и белков сигнальных путей активации и агрегации тромбоцитов, а также сниженным выделением компонентов базальной мембраны.
• В сравнении с эндотелиальными клетками коронарной артерии эндотелиальные клетки внутренней грудной артерии характеризуются более высокой устойчивостью к воздействию пусковых факторов дисфункции эндотелия.

Резюме

Цель. Провести сравнительный анализ содержания молекул различных функциональных классов в культуральной среде от первичных эндотелиальных клеток атерочувствительной коронарной артерии (ЭК-КА) и атерорезистентной внутренней грудной артерии (ЭК-ВГА), в том числе при их дисфункции.

Материал и методы. В исследование были включены контрольные культуры ЭК-КА (n = 6) и ЭК-ВГА (n = 6) и культуры дисфункциональных ЭК-КА (n = 6) и ЭК-ВГА (n = 6), подвергшиеся воздействию кальципротеиновых частиц в бессывороточной культуральной среде в течение 24 часов. Далее было проведено осаждение выделенных в культуральную среду ЭК-КА и ЭК-ВГА белков ацетоном, триптический гидролиз белков до пептидов (10 мкг на образец), идентификация белков высокоэффективной жидкостной хроматографией с тандемной масс-спектрометрией и биоинформатический анализ относительного содержания маркеров эндотелиального фенотипа, компонентов эндотелиальной базальной мембраны и субэндотелиального внеклеточного матрикса, белков сигнальных путей ангиогенеза, активации и агрегации тромбоцитов, ответа на окислительный и эндоплазматический стресс. Анализ концентрации провоспалительных цитокинов в культуральной среде был проведен по технологии xMAP.

Результаты. Молекулярный профиль культуральной среды от дисфункциональных ЭК характеризовался повышенным содержанием растворимых форм эндотелиальных рецепторов, а также сниженным содержанием компонентов эндотелиальной базальной мембраны и субэндотелиального внеклеточного матрикса. В культуральной среде от ЭК-КА было выявлено повышенное содержание растворимых форм интегринов (свойственное для дисфункциональных ЭК) и белков сигнальных путей активации и агрегации тромбоцитов, а также сниженное содержание компонентов базальной мембраны. Воздействие первичных кальципротеиновых частиц индуцировало выделение 12 и 5 провоспалительных цитокинов, а вторичных – 30 и 10 провоспалительных цитокинов в ЭК-КА и ЭК-ВГА соответственно.

Заключение. Качественный и количественный состав молекул, выделяемых ЭК-КА, более схож с таковым у дисфункциональных ЭК, в то время как ЭК-ВГА обладают более высокой устойчивостью к провоспалительной активации эндотелия.

1. Segers VFM, Bringmans T, De Keulenaer GW. Endothelial dysfunction at the cellular level in three dimensions: severity, acuteness, and distribution. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2023;325(2):H398-H413. doi: 10.1152/ajpheart.00256.2023.

2. Horton WB, Barrett EJ. Microvascular Dysfunction in Diabetes Mellitus and Cardiometabolic Disease. Endocr Rev. 2021;42(1):29-55. doi: 10.1210/endrev/bnaa025.

3. Özdemir VA, Nural N. Evaluation of risk factors for foot ulceration in individuals with chronic kidney disease. Wounds. 2023;35(10):E319-E328. doi: 10.25270/wnds/23053.

4. Samberg M, Stone R 2nd, Natesan S, Kowalczewski A, Becerra S, Wrice N, Cap A, Christy R. Platelet rich plasma hydrogels promote in vitro and in vivo angiogenic potential of adipose-derived stem cells. Acta Biomater. 2019;87:76-87. doi: 10.1016/j.actbio.2019.01.039.

5. Kleinbongard P, Heusch G. A fresh look at coronary microembolization. Nat Rev Cardiol. 2022;19(4):265-280. doi: 10.1038/s41569-021-00632-2.

6. Pi X, Xie L, Patterson C. Emerging Roles of Vascular Endothelium in Metabolic Homeostasis. Circ Res. 2018;123(4):477-494. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.118.313237.

7. Koenen M, Hill MA, Cohen P, Sowers JR. Obesity, Adipose Tissue and Vascular Dysfunction. Circ Res. 2021;128(7):951-968. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.121.318093.

8. Kaur G, Harris NR. Endothelial glycocalyx in retina, hyperglycemia, and diabetic retinopathy. Am J Physiol Cell Physiol. 2023;324(5):C1061-C1077. doi: 10.1152/ajpcell.00188.2022.

9. Cho ME, Brunt VE, Shiu YT, Bunsawat K. Endothelial dysfunction in chronic kidney disease: a clinical perspective. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2025;329(1):H135-H153. doi: 10.1152/ajpheart.00908.2024.

10. Borri M, Jacobs ME, Carmeliet P, Rabelink TJ, Dumas SJ. Endothelial dysfunction in the aging kidney. Am J Physiol Renal Physiol. 2025;328(4):F542-F562. doi: 10.1152/ajprenal.00287.2024.

11. Scialla JJ, Wolf M. Roles of phosphate and fibroblast growth factor 23 in cardiovascular disease. Nat Rev Nephrol. 2014;10(5):268-78. doi: 10.1038/nrneph.2014.49.

12. Baaten CCFMJ, Vondenhoff S, Noels H. Endothelial Cell Dysfunction and Increased Cardiovascular Risk in Patients With Chronic Kidney Disease. Circ Res. 2023;132(8):970-992. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.123.321752.

13. Zeng Y, Buonfiglio F, Li J, Pfeiffer N, Gericke A. Mechanisms Underlying Vascular Inflammaging: Current Insights and Potential Treatment Approaches. Aging Dis. 2024;16(4):1889-1917. doi: 10.14336/AD.2024.0922.

14. Singh A, Schurman SH, Bektas A, Kaileh M, Roy R, Wilson DM 3rd, Sen R, Ferrucci L. Aging and Inflammation. Cold Spring Harb Perspect Med. 2024;14(6):a041197. doi: 10.1101/cshperspect.a041197.

15. Giacca M, Shah AM. The pathological maelstrom of COVID-19 and cardiovascular disease. Nat Cardiovasc Res. 2022;1(3):200-210. doi: 10.1038/s44161-022-00029-5.

16. Rafii S, Butler JM, Ding BS. Angiocrine functions of organ-specific endothelial cells. Nature. 2016;529(7586):316-25. doi: 10.1038/nature17040.

17. Gomez-Salinero JM, Redmond D, Rafii S. Microenvironmental determinants of endothelial cell heterogeneity. Nat Rev Mol Cell Biol. 2025;26(6):476-495. doi: 10.1038/s41580-024-00825-w.

18. Bogdanov L, Shishkova D, Mukhamadiyarov R, Velikanova E, Tsepokina A, Terekhov A, Koshelev V, Kanonykina A, Shabaev A, Frolov A, Zagorodnikov N, Kutikhin A. Excessive Adventitial and Perivascular Vascularisation Correlates with Vascular Inflammation and Intimal Hyperplasia. Int J Mol Sci. 2022;23(20):12156. doi: 10.3390/ijms232012156.

19. Chi J, Wang Q, Wang Z, Zeng W, Gao Y, Li X, Wang W, Wang J, Qu M. S100 calcium-binding protein A8 exacerbates deep vein thrombosis in vascular endothelial cells. Sci Rep. 2025;15(1):831. doi: 10.1038/s41598-025-85322-6.

20. Göb V, Zimmermann L, Hemmen K, Haarmann A, Heinze KG, Schuhmann MK, Stegner D. Platelet-Derived PDGF-A Disrupts Blood-Brain Barrier Integrity in Ischemic Stroke-Brief Report. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2025;45(7):1166-1174. doi: 10.1161/ATVBAHA.125.321191.

21. Skou ST, Mair FS, Fortin M, Guthrie B, Nunes BP, Miranda JJ, Boyd CM, Pati S, Mtenga S, Smith SM. Multimorbidity. Nat Rev Dis Primers. 2022;8(1):48. doi: 10.1038/s41572-022-00376-4.

22. Frolov A, Lobov A, Kabilov M, Zainullina B, Tupikin A, Shishkova D, Markova V, Sinitskaya A, Grigoriev E, Markova Y, Kutikhin A. Multi-Omics Profiling of Human Endothelial Cells from the Coronary Artery and Internal Thoracic Artery Reveals Molecular but Not Functional Heterogeneity. Int J Mol Sci. 2023;24(19):15032. doi: 10.3390/ijms241915032.

23. Stepanov A, Shishkova D, Markova V, Markova Y, Frolov A, Lazebnaya A, Oshchepkova K, Perepletchikova D, Smirnova D, Basovich L, Repkin E, Kutikhin A. Proteomic Profiling of Endothelial Cell Secretomes After Exposure to Calciprotein Particles Reveals Downregulation of Basement Membrane Assembly and Increased Release of Soluble CD59. Int J Mol Sci. 2024;25(21):11382. doi: 10.3390/ijms252111382.

24. Lampsas S, Tsaplaris P, Pantelidis P, Oikonomou E, Marinos G, Charalambous G, Souvaliotis N, Mystakidi VC, Goliopoulou A, Katsianos E, Siasos G, Vavuranakis MA, Tsioufis C, Vavuranakis M, Tousoulis D. The Role of Endothelial Related Circulating Biomarkers in COVID-19. A Systematic Review and Meta-analysis. Curr Med Chem. 2022;29(21):3790-3805. doi: 10.2174/0929867328666211026124033.

25. Andrianto, Al-Farabi MJ, Nugraha RA, Marsudi BA, Azmi Y. Biomarkers of endothelial dysfunction and outcomes in coronavirus disease 2019 (COVID-19) patients: A systematic review and meta-analysis. Microvasc Res. 2021;138:104224. doi: 10.1016/j.mvr.2021.104224.

26. Wu Q, Cui J, Jiang Y, Li X, You C. Causal role of endothelial dysfunction in ischemic stroke and its subtypes: A two-stage analysis. SLAS Technol. 2025;33:100322. doi: 10.1016/j.slast.2025.100322.

27. Hansra GK, Jayasena T, Hosoki S, Poljak A, Lam BCP, Rust R, Sagare A, Zlokovic B, Thalamuthu A, Sachdev PS. Fluid biomarkers of the neurovascular unit in cerebrovascular disease and vascular cognitive disorders: A systematic review and meta-analysis. Cereb Circ Cogn Behav. 2024;6:100216. doi: 10.1016/j.cccb.2024.100216.

28. Qiu S, Cai X, Liu J, Yang B, Zügel M, Steinacker JM, Sun Z, Schumann U. Association between circulating cell adhesion molecules and risk of type 2 diabetes: A meta-analysis. Atherosclerosis. 2019;287:147-154. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2019.06.908.

29. Roca-Rodríguez MDM, Ramos-García P, López-Tinoco C, Aguilar-Diosdado M. Significance of cell adhesion molecules profile during pregnancy in gestational diabetes mellitus. A systematic review and meta-analysis. Diabetes Res Clin Pract. 2023;202:110740. doi: 10.1016/j.diabres.2023.110740.

30. Wang K, Lei L, Li G, Lan Y, Wang W, Zhu J, Liu Q, Ren L, Wu S. Association between Ambient Particulate Air Pollution and Soluble Biomarkers of Endothelial Function: A Meta-Analysis. Toxics. 2024;12(1):76. doi: 10.3390/toxics12010076.

31. Waclawovsky AJ, Dos Santos EB, de Oliveira AAR, Stubbs B, Schuch FB. Plasma biomarkers of endothelial function in people with depressive disorder: A systematic review and meta-analysis. J Affect Disord. 2025;375:297-305. doi: 10.1016/j.jad.2025.01.138.

32. Mangoni AA, Zinellu A. Circulating cell adhesion molecules in systemic sclerosis: a systematic review and meta-analysis. Front Immunol. 2024;15:1438302. doi: 10.3389/fimmu.2024.1438302.

33. Piotti A, Novelli D, Meessen JMTA, Ferlicca D, Coppolecchia S, Marino A, Salati G, Savioli M, Grasselli G, Bellani G, Pesenti A, Masson S, Caironi P, Gattinoni L, Gobbi M, Fracasso C, Latini R; ALBIOS Investigators. Endothelial damage in septic shock patients as evidenced by circulating syndecan-1, sphingosine-1-phosphate and soluble VE-cadherin: a substudy of ALBIOS. Crit Care. 2021;25(1):113. doi: 10.1186/s13054-021-03545-1.

34. Kutikhin AG, Shishkova DK, Velikanova EA, Sinitsky MY, Sinitskaya AV, Markova VE. Endothelial Dysfunction in the Context of Blood-Brain Barrier Modeling. J Evol Biochem Physiol. 2022;58(3):781-806. doi: 10.1134/S0022093022030139.

35. Шишкова Д.К., Фролов А.В., Маркова В.Е., Маркова Ю.О., Каноныкина А.Ю., Лазебная А.И., Матвеева В.Г., Торгунакова Е.А., Кутихин А.Г. Современные подходы к моделированию дисфункции эндотелия и системному поиску ее циркулирующих маркеров. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2024. Т. 13. № S3. С. 173-190. doi: 10.17802/2306-1278-2024-13-3S-173-190.

36. Шишкова Д.К., Маркова В.Е., Маркова Ю.О., Великанова Е.А., Синицкая А.В., Синицкий М.Ю., Тюрина А.Е., Степанов А.Д., Дылева Ю.А., Матвеева В.Г., Кутихин А.Г. Исследование патологического воздействия ионизированного кальция, кальципротеиновых мономеров и кальципротеиновых частиц на первичные артериальные эндотелиальные клетки. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2024. Т. 13. № 3. С. 167-181. doi: 10.17802/2306-1278-2024-13-3-167-181.

37. Yan F, Liu X, Ding H, Zhang W. Paracrine mechanisms of endothelial progenitor cells in vascular repair. Acta Histochem. 2022;124(1):151833. doi: 10.1016/j.acthis.2021.151833.

38. Chong MS, Ng WK, Chan JK. Concise Review: Endothelial Progenitor Cells in Regenerative Medicine: Applications and Challenges. Stem Cells Transl Med. 2016;5(4):530-8. doi: 10.5966/sctm.2015-0227.

39. Шишкова Д.К., Фролов А.В., Маркова В.Е., Маркова Ю.О., Лазебная А.И., Кутихин А.Г. Актуальные проблемы методологии изучения нормальной и патологической физиологии эндотелиальных клеток в культуре. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2024. Т. 13. № 3. С. 118-129. doi: 10.17802/2306-1278-2024-13-3-118-129.

40. Deer E, Herrock O, Campbell N, Cornelius D, Fitzgerald S, Amaral LM, LaMarca B. The role of immune cells and mediators in preeclampsia. Nat Rev Nephrol. 2023;19(4):257-270. doi: 10.1038/s41581-022-00670-0.