ИСТИНА

Одним из направлений, исследующих функциональные особенности мезенхимных стволовых клеток (МСК) в процессах их дифференцировок, является выяснение роли матриксных металлопротеиназ (ММП), которые влияют на фундаментальные клеточные процессы, участвуют в процессах ремоделирования тканей и развития органов, специфически модулируя сигнальные пути посредством взаимодействия c субстратами разной природы и путем перестройки внеклеточного матрикса (ВКМ). В работе использовали клеточные линии МСК, выделенных из костного мозга (FetMSC), и зачатка конечности (М-FetMSC) раннего эмбриона человека. Направленную дифференцировку в адипогенном, остеогенном и хондрогенном направлениях проводили в культуре микромасс и культуре клеточных сфероидов. Наличие и активность ММП определяли методом зимографии для проб кондиционированной среды культивирования. Нами показано наличие активности ММП-9, ММП-2 и ММП-1 в процессе дифференцировки во всех трех направлениях в линиях МСК, выделенных из одного и того же донора. Сравнительный анализ динамики активностей этих ММП в процессе всех дифференцировок показал различия между монослойными культурами (2D) и полученными из них клеточными сфероидами (3D). Установлена корреляция между уровнем адипогенной дифференцировки на 12 сут и уровнем активности ММП-9 и 2 в обоих линиях при 2D и 3D культивировании. Показана обратная корреляция между уровнем адипогенной дифференцировки и активностью ММП-1 по сравнению с активностью ММП-9 и 2. В процессе адипогенной и остеогенной дифференцировок присутствие активности ММП-2 на всех исследованных сроках в отличие от ММП-9 может свидетельствовать о необходимости взаимодействия ММП-2 с внеклеточным матриксом (ВКМ) в связи с продолжающейся ремодуляцией ВКМ в процессе дифференцировки. При культивировании в индукционной хондрогенной среде культуры микромасс в течение 21 сут показан активный хондрогенез. Биохимический анализ показал, что активность ММП в среде снижается по мере дифференцировки, полностью исчезая к 21 суткам. Так как в этом случае дифференцировочная среда не содержит сыворотки, то все ММП синтезируются только клетками. Скорость снижения активности различна для разных ММП. По-видимому, в клеточных сфероидах (3D) имеет место более активный процесс хондрогенеза, чем в культуре микромасс (2D). Полученные результаты позволяют предположить, что разные ММП могут как положительно, так и отрицательно влиять на дифференцировку МСК. Межлинейные различия по активности ММП, и различия между 2D и 3D культурами, возможно, связаны как с влиянием различного микроокружения, в котором находились клетки в организме до перевода их в культуру, так и с разным количеством и структурной организацией ВКМ между 2D и 3D клеточными культурами.