Влияние матриклеточного белка тенасцина-с на функциональную активность фибробластов в экспериментальной модели повреждения in vitro
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Аннотация
Заживление ран представляет собой сложный многоступенчатый процесс, включающий последовательные фазы воспаления, пролиферации и ремоделирования. Одним из белков, активно вовлекаемых в процессы репарации, является матриклеточный белок тенасцин-С (TNC), который синтезируется в ответ на повреждение тканей и активно участвует в регуляции клеточной адгезии, миграции, пролиферации и синтезе белков внеклеточного матрикса. В то же время на ранних стадиях заживления ран значительное влияние оказывает интерлейкин-1 альфа (IL1α), выступающий в роли алармина, инициирующего воспалительную активацию фибробластов. Целью данной работы было определить оптимальную концентрацию TNC, способствующую стимуляции миграционной и синтетической активности фибробластов кожи человека in vitro, в том числе в условиях предварительной воспалительной активации с помощью IL1α. Для этого проводили сравнительный анализ миграции и пролиферации клеток, а также измеряли уровень синтеза коллагена I типа с использованием культуры фибробластов человека DF-1 при инкубации с IL1α (50 нг/мл) в течение 24 часов и последующего добавления рекомбинантного TNC в конечных концентрациях: 0.05 мкг/мл, 0.2 мкг/мл и 1 мкг/мл. TNC оказывал дозозависимое влияние на фибробласты: в концентрации 0.2 мкг/мл он стимулировал миграцию и пролиферацию клеток, что сопровождалось статистически значимым увеличением синтеза коллагена I типа по сравнению с контролем, однако этот уровень был ниже, чем при концентрации TNC 1 мкг/мл, где наблюдали выраженное увеличение продукции коллагена. В условиях предварительной стимуляции IL1α влияние TNC усиливалось, особенно при концентрациях 0.2 мкг/мл и 1 мкг/мл, что свидетельствует о потенциале TNC как регулятора клеточной активности в воспалительном микроокружении. Использование более высоких доз не приводило к дополнительному усилению эффекта. Полученные данные могут быть использованы при разработке биоматериалов и терапевтических агентов, направленных на ускорение заживления кожных ран за счёт модуляции клеточной активности, что особенно актуально при лечении хронических или длительно заживающих ран.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Библиографические ссылки
- Chiquet-Ehrismann, R., Tucker, R.P. (2011) Tenascins and the importanceof adhesion modulation. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 3(5),a004960. DOI
- Tracy, L.E., Minasian, R.A., Caterson, E.J. (2016) Extracellular matrix anddermal fibroblast function in the healing wound. Adv Wound Care, 5(3), 119-136. DOI
- Boraldi, F., Lofaro, F.D., Bonacorsi, S., Mazzilli, A., Garcia-Fernandez, M.,Quaglino, D. (2024) The role of fibroblasts in skin homeostasis and repair.Biomedicines, 12(7). 1586. DOI
- Mathew-Steiner, S.S., Roy, S., Sen, C.K. (2021) Collagen in wound healing.Bioengineering, 8(5), 63. DOI
- Wang, Y., Wang, G., Liu H. (2022) Tenascin-C: a key regulator inangiogenesis during wound healing. Biomolecules, 12(11), 1689. DOI
- Rock, K.L., Latz, E., Ontiveros, F., Kono, H. (2010) The sterile inflammatoryresponse. Annual Review of Immunology, 28, 321-342. DOI
- Midwood, K.S., Orend, G. (2009) The role of tenascin-C in tissue injury andtumorigenesis. Journal of Cell Communication and Signaling, 3(3-4), 287-310. DOI
- Glotzbach K., Faissner A. (2024) Substrate-bound and soluble domains oftenascin-C regulate differentiation, proliferation and migration of neural stemand progenitor cells. Frontiers in Cellular Neuroscience, 18, 1357499. DOI
- Cavalli, G., Colafrancesco, S., Emmi, G., Imazio, M., Lopalco, G., Maggio,M.C., Sota J., Dinarello, C.A (2021) Interleukin 1α: A comprehensive reviewon the role of IL-1α in the pathogenesis and treatment of autoimmune andinflammatory diseases. Autoimmunity Reviews, 20(3), 102763. DOI
- Kim, B., Lee, Y., Kim, E., Kwak, A., Ryoo, S., Bae, S. H., Azam, T., Kim, S.,Kim, S., Dinarello, C.A. (2013) The interleukin-1α precursor is biologicallyactive and is likely a key alarmin in the IL-1 family of cytokines. Frontiers inimmunology, 4, 391. DOI
- Bahar, E., Yoon, H. (2021) Modeling and predicting the cell migrationproperties from scratch wound healing assay on cisplatin-resistant ovariancancer cell lines using artificial neural network. Healthcare, 9(7), 911. DOI
- Sharma, R.E.K.H.A., Sharma, H., Ahlawat, S., Tantia, M.S. (2018) Anefficient method of generating skin fibroblast cells for cell banking. IndianJournal of Animal Sciences, 88(8), 905-909. DOI
- Choi, Y.E., Song, M.J., Hara, M., Imanaka-Yoshida, K., Lee, D.H., Chung,J.H., Lee, S.T. (2020) Effects of tenascin C on the integrity of extracellularmatrix and skin aging. International Journal of Molecular Sciences, 21(22),8693. DOI
- Radwanska, A., Grall, D., Schaub, S., Divonne, S.B.D.L.F., Ciais, D.,Rekima, S., Rupp, T., Sudaka, A., Orend, G., Van Obberghen-Schilling, E.(2017) Counterbalancing anti‑adhesive effects of tenascin-C through fibronectinexpression in endothelial cells. Scientific Reports, 7(1), 12762. DOI
- Katoh, D., Kozuka, Y., Noro, A., Ogawa, T., Imanaka-Yoshida, K.,Yoshida, T. (2020) Tenascin‑C induces phenotypic changes in fibroblasts tomyofibroblasts with high contractility through the integrin αvβ1/transforminggrowth factor-β/SMAD signaling axis in human breast cancer. The AmericanJournal of Pathology, 190(10), 2123-2135. DOI
- Dinarello, C.A. (2018) Overview of the IL-1 family in innate inflammationand acquired immunity. Immunological Reviews, 281(1), 8-27. DOI
- Giménez, A., Duch, P., Puig, M., Gabasa, M., Xaubet, A., Alcaraz, J.(2017) Dysregulated collagen homeostasis by matrix stiffening and TGF-β1in fibroblasts from idiopathic pulmonary fibrosis patients: Role of FAK/Akt .International journal of molecular sciences. 18(11), 2431. DOI
- Talbott, H.E. Mascharak, S., Griffin, M., Wan, D.C., Longaker, M.T. Woundhealing, fibroblast heterogeneity, and fibrosis (2022). Cell stem cell, 29(8),1161-1180. DOI
- Wynn, T.A., Ramalingam, T.R. (2012) Mechanisms of fibrosis: Therapeutictranslation for fibrotic disease. Nature Medicine, 18(7), 1028-1040. DOI