ИСТИНА

Вопрос восстановления микроархитектуры тканей – центральный для регенеративной медицины. Одним из способов их формирования в онтогенезе является самоорганизация мезенхимных клеток путем конденсации. Мы изучили механизмы и последствия самоорганизации мультипотентных стромальных клеток (МСК) и показали, что их самоорганизация приводит к формированию пространственно-гетерогенного распределения клеток с разными свойствами, а конденсация клеток определяет их тип дифференцировки. Мезенхимные клетки в течение всего онтогенеза обладают способностью к самоорганизации путем конденсации, опосредованной дифференциальной межклеточной адгезией, миграцией, перестройками цитоскелета. В этом исследовании мы использовали клеточные пласты из МСК человека в качестве модели спонтанной (без экзогенных воздействий) самоорганизации МСК, чтобы продемонстрировать её структурное и транскриптомное влияние, эффекты на дифференцировочную судьбу клеток, а также исследовать потенциальный механизм самоорганизации. Мы использовали формирование КП для визуализации процесса самоорганизации и оценили роль сигнального пути ГТФаз Rho в спонтанной конденсации, которая приводит к формированию областей, значительно различающихся по клеточной плотности. Проанализировав эффективность дифференцировки, мы обнаружили, что конденсация МСК повышала эффективность дифференцировки в остеогенном и хондрогенном, но не адипогенном направлениях. С помощью лазерной микродиссекции мы препаративно разделили КП на субпопуляции клеток, в разной степени вовлеченных в компактизацию, а с помощью секвенирования РНК установили эффекты компактизации и её предполагаемые механизмы. Анализ свойств МСК претерпевших конденсацию показал, что эти клетки имеют черты характерные для дифференцирующихся в остеогенном направлении клеток (локальная активность щелочной фосфатазы, обогащенный коллагеном 1 типа внеклеточный матрикс, характерные черты метаболизма). Секвенирование РНК показало транскрипционные сдвиги, включающие активацию пути ГТФаз Rho и подавление активности ключевого для адипогенеза транскрипционного фактора SREBP. Мы использовали ингибиторный анализ, чтобы показать, что при самоорганизации МСК в КП Rho-зависимая конденсации определяет формирование в изначально гомогенном конструкте пространственной гетерогенности свойств клеток, а также изменения в способности к дифференцировке клеток, в разной степени претерпевших конденсацию. Таким образом, конденсация МСК в клеточных пластах может рассматриваться как модель самоорганизации клеток при восстановлении микроархитектуры тканей некоторых органов после повреждения.