|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Инсулин-зависимая кальциевая сигнализация в мультипотентных мезенхимных стромальных клеткахдипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Тюрин-Кузьмин П.А.
- Автор: Бондарев Андрей
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2023
- Аннотация: Ожирение – одна из актуальнейших медикосоциальных проблем, которая является ключевым фактором риска развития метаболического синдрома (МетС) и целого ряда сопутствующих патологий [1]. Ожирение является следствием положительного энергетического баланса и сопровождается экспансией жировой ткани (ЖТ) [2, 3]. Экспансия ЖТ может протекать через два альтернативных механизма: увеличение зрелых адипоцитов в размерах (гипертрофия) и формирование новых адипоцитов (гиперплазия). Патологическое ожирение связано с гипертрофией [3]. ЖТ является гетерогенным органом, содержащим, помимо адипоцитов, популяцию мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (МСК), обеспечивающую её обновление [4]. Экспансия ЖТ за счёт гиперплазии рассматривается в литературе как механизм компенсации метаболической дисфункции, ассоциированной с гипертрофией [3, 5], и как потенциальная мишень для терапии МетС [3]. МСК представляют собой важнейшую популяцию стволовых клеток взрослого организма, встречающуюся практически во всех его тканях [6]. МСК выполняют ключевую функцию организации и поддержания стромы ткани пребывания. МСК характеризуются иммуносуппрессорной функцией, способностью к направленной миграции и пролиферации, и мультипотентным дифференцировочным потенциалом в клетки мезодермального происхождения [7]. Кроме того, МСК синтезируют и выделяют большой набор регуляторных паракринных факторов и внеклеточных везикул, при помощи которых регулируют функционирование тканеспецифичных клеток. Благодаря совокупности данных свойств, МСК пользуются особой популярностью как инструмент регенеративной медицины и компонент биомедицинских клеточных продуктов [7]. Для реализации всей полноты регулируемого терапевтического потенциала МСК необходимо глубокое понимание фундаментальных аспектов биологии стволовой клетки. В частности, для реализации способности МСК к обновлению клеток ткани ключевое значение играют сигнальные механизмы её направления в дифференцировку. Важное место в биомедицине метаболических расстройств в целом и жировой ткани в частности занимает инсулиновая сигнализация. Взаимодействуя с рецептором группы рецепторных тирозиновых киназ (РТК), инсулин оказывает комплексный эффект на метаболизм, клеточный рост и дифференцировку [8]. Одной из ключевых мишеней для инсулина является ЖТ, где инсулин в целом обеспечивает анаболическую функцию накопления энергетических резервов. Для этого он активирует метаболизм глюкозы в жирные кислоты, ингибирует липолиз, а также индуцирует адипогенную дифференцировку клеток-предшественников [9]. На молекулярном уровне МетС главным образом характеризуется инсулиновой резистентностью (ИР) [10]. ИР определяется как клиническое состояние, при котором инсулин оказывает недостаточный биологический ответ на ткани организма вследствие полного или частичного отсутствия сигнального ответа на действие инсулина на клетки. При этом, в пераую очередь, не происходит инсулин-зависимая активация протеинкиназного сигнального пути PI3K-PKB/Akt [11]; часто также отсутствует активация МАР-киназного сигнального пути Ras-Erk1/2. Примечательно, изменения в экспрессии мРНК компонентов инсулиновой сигнализации описаны и в МСК [12]. Для РТК основными сигнальными каскадами считаются вышеупомянутые PI3K-PKB/Akt и Ras-Erk1/2 сигнальные пути. При этом другие вторичные посредники, такие как кальций (Ca2+) или цАМФ классически считаются относящимися к внутриклеточной сигнализации семидоменных рецепторов. При этом известно, что РТК и инсулиновый рецептор в частности могут активировать фосфолипазу C-гамма (PLC) [14], активность которой модулируется инсулином [15]. В этом свете в контексте инсулиновой сигнализации вторичный посредник Ca2+может играть особую роль. Высвобождение ионов Ca2+ в цитоплазму в ответ на связывание гормона опосредуется через рецепторы инозитол-1,4,5-трисфосфата (IP3R) или рианодиновые рецепторы (RyR) [13]. В частности, внутриклеточный Ca2+ опосредует широкий спектр биологических процессов, связанных с инсулином. На данный момент, инсулин-зависимая Ca2+ сигнализация описана в разнообразных популяциях клеток-мишеней инсулина, таких как адипоциты [16, 17], гепатоциты [18, 19], некоторые популяции нейронов [20, 21] и клетки сердечной и скелетной мышечных тканей [22]. В МСК особенности инсулин-зависимой Ca2+ сигнализации остаются малоизученными, а ее изменения при развитии инсулинорезистентности вообще не известны. Целью настоящей работы является выяснение особенностей инсулин-зависимой Ca2+ сигнализации в МСК ЖТ молодых здоровых и ИР доноров. Для достижения цели будут выполнены следующие задачи: (1) провести обзор литературных источников о современном состоянии изучения инсулин-зависимой Ca2+ сигнализации в норме и патологии, (2) провести серию экспериментов по регистрации кальциевого ответа на инсулин у МСК ЖТ молодых здоровых и ИР доноров и (3) выяснить вклад ингибирования PLC и аденилат-циклазы в изменение кальциевого ответа на инсулин у МСК ЖТ молодых здоровых и ИР доноров.
- Добавил в систему: Тюрин-Кузьмин Петр Алексеевич