ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ СКАВЕНДЖЕР-РЕЦЕПТОРОВ И МОЛЕКУЛ КЛЕТОЧНОЙ АДГЕЗИИ В КУЛЬТУРАХ ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА, ЭКСПОНИРУЕМЫХ МИНЕРАЛЬНО-ОРГАНИЧЕСКИМИ НАНОЧАСТИЦАМИ

Цель исследования. Изучить особенности экспрессии генов, кодирующих белки, потенциально ответственные за эндотелиотоксичность минерально-органических наночастиц (бионов), а именно генов скавенджер-рецепторов SCARF1 , MSR1 , CD36 , LDLR , VLDLR и генов клеточной адгезии VCAM1 , ICAM1 , PECAM1 , SELE , SELP и CDH5 в культурах эндотелиальных клеток, экспонируемых магний-фосфатными (МФБ) и кальций-фосфатными (КФБ) бионами. Материал и методы. Материалом исследования послужила культура иммортализованных венозных эндотелиальных клеток человека линии EA.hy 926, а также коммерческие культуры первичных эндотелиальных клеток коронарной (HCAEC) и внутренней грудной (HITAEC) артерий. Клеточные культуры культивировали в присутствии искусственно синтезированных МФБ и КФБ и чистого фосфатно-солевого буфера (контроль). Непосредственно после окончания культивирования проведено выделение тотальной РНК из образцов изучаемых клеточных линий. На основе выделенной РНК с помощью реакции обратной транскрипции проведен синтез одноцепочечной кДНК. Оценка генной экспрессии в культурах венозных и первичных артериальных эндотелиальных клеток, культивируемых в присутствии МФБ и КФБ, проведена с помощью метода количественной ПЦР с детекцией результата в режиме реального времени с флуоресцентным красителем SYBRGreen. Статистическая обработка результатов осуществлялась в программе GraphPadPrism 6 (GraphPadSoftware). Результаты. Экспозиция клеток культуры EA.hy 926 МФБ не вызывала значительных изменений экспрессии изученных генов, кроме SELP и SELE , по сравнению с контролем. Двукратные изменения экспрессии показаны для генов SCARF1 и CD36 в культуре, экспонированной сферическими КФБ (СКФБ), а также для гена ICAM1 в культуре, экспонированной игольчатыми КФБ (ИКФБ). Воздействие на культуры HCAEC и HITAEC КФБ приводило к ярко выраженному снижению экспрессии генов CD36 и SELP и увеличению экспрессии гена ICAM1 как в HCAEC, так и HITAEC. Кроме этого в культуре HCAEC отмечено увеличение экспрессии генов VCAM1 и SELE в 2,5 раза в ответ на действие ИКФБ, а культура HITAEC характеризовалась двукратно повышенной экспрессией гена VLDLR (при культивировании в присутствии обоих типов КФБ) и PECAM1 (при культивировании в присутствии СКФБ). МФБ практически не влияли на экспрессию изученных генов в культурах EA.hy 926 и HCAEC, но в то же время усиливали экспрессию гена PECAM1 и снижали экспрессию генов SELP и CDH5 в культуре HITAEC. Заключение. Химический состав и морфология бионов, а также физиологические особенности сосудов влияют на профиль генной экспрессии в культурах эндотелиальных клеток.

бионы, наночастицы, эндотелиотоксичность, эндотелий, генная экспрессия, количественная ПЦР

1. Kajander E.O., Ciftcioglu N. Nanobacteria: an alternativemechanism for pathogenicintra- and extracellularcalcification and stone formation // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998. Vol. 95, N 14. P. 8274-8279.

2. Price P.A., Lim J.E. The inhibition of calciumphosphateprecipitation by fetuin is accompanied by the formation of a fetuin-mineralcomplex // J. Biol. Chem. 2003. Vol. 278, N 24. P. 22144-22152.

3. Wu C.Y., Young D., Martel J., Young J.D. A storytold by a single nanoparticle in the bodyfluid: demonstration of dissolution-reprecipitation of nanocrystals in a biological system // Nanomedicine (Lond). 2015. Vol. 10, N 17. P. 2659-2576.

4. Martel J., Peng H.H., Young D. et al. Of nanobacteria, nanoparticles, biofilms and their role in health and disease: facts, fancy and future // Nanomedicine (Lond). 2014. Vol. 9, N 4. P. 483-499.

5. Кутихин А.Г., Великанова Е.А., Глушкова Т.В. и др. Сходство минералоорганических наночастиц, выделенных из атеросклеротических бляшек и искусственно синтезированных минералоорганических наночастиц // Медицина в Кузбассе. 2015. Т. 14, № 4. С. 55-59.

6. Wu C.Y., Young L., Young D. et al. Bions: a family of biomimetic mineralo-organic complexes derived from biological fluids // PLoS One. 2013. Vol. 8, N 9. P. e75501.

7. Linefsky J.P., O’Brien K.D., Katz R. et al. Association of serum phosphate levels with aortic valve sclerosis and annular calcification: the cardiovascular health study // J. Am. Coll. Cardiol. 2011. Vol. 58, N 3. P. 291-297.

8. Bertazzo S., Gentleman E., Cloyd K.L. et al. Nano-analytical electron microscopy reveals fundamental insights into human cardiovascular tissue calcification // Nat. Mater. 2013. Vol. 12, N 6. P. 576-583.

9. Schlieper G., Grotemeyer D., Aretz A. et al. Analysis of calcifications in patients with coral reef aorta // Ann. Vasc. Surg. 2010. Vol. 24, N 3. P. 408-414.

10. Kutikhin A.G., Velikanova E.A., Mukhamadiyarov R.A. et al. Apoptosis-mediated endothelial toxicity but not direct calcification or functional changes in anti-calcification proteins defines pathogenic effects of calcium phosphate bions // Sci. Rep. 2016. Vol. 6. P. 27255.

11. Кутихин А.Г., Синицкий М.Ю., Понасенко А.В. Роль мутагенеза в развитии атеросклероза // Комплексные пробл. сердечно-сосудистых заболеваний. 2017. Т. 6, № 1. С. 92-101.

12. Кутихин А.Г., Великанова Е.А., Шишкова Д.К. Форма кальций-фосфатных бионов определяет выраженность вызываемого ими проатеросклеротического сдвига профиля секретируемых эндотелиальными клетками цитокинов // Евраз. кардиол. журн. 2017. Т. 7, № 4. С. 4-15.

13. Vandesompele J., De Preter K., Pattyn F. et al. Accurate normalization of real-time quantitative RT-PCR data by geometric averaging of multiple internal control genes // Genome Biol. 2002. Vol. 3, N 7. P. research0034.1-0034.11.

14. Pfaffl M.W. A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR // Nucleic. Acids Res. 2001. Vol. 29, N 9. P. e45.

15. Sun Z.L., Xie Q.Y., Guo G.L. et al. Serum fetuin-A levels in patients with cardiovascular disease: a meta-analysis // Biomed. Res. Int. 2014. Vol. 2014. P. 691540.

16. Gimbrone M.A., Garcнa-Cardeсa G. Endothelial Cell Dysfunction and the Pathobiology of Atherosclerosis // Circ. Res. 2016. Vol. 118, N 4. P. 620-636.

17. Santos J.C.D., Cruz M.S., Bortolin R.H. et al. Relationship between circulating VCAM-1, ICAM-1, E-selectin and MMP9 and the extent of coronary lesions // Clinics (Sao Paulo). 2018. Vol. 73. P. e203.

18. Bielinski S.J., Berardi C., Decker P.A. et al. P-selectin and subclinical and clinical atherosclerosis: the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) // Atherosclerosis. 2015. Vol. 240, N 1. P. 3-9.

19. Canton J., Neculai D., Grinstein S. Scavenger receptors in homeostasis and immunity // Nat. Rev. Immunol. 2013. Vol. 13, N 9. P. 621-634.

20. Park Y.M. CD36, a scavenger receptor implicated in atherosclerosis // Exp. Mol. Med. 2014. Vol. 46. P. e99.