Активация репаративной регенерации печени под влиянием сочетанной трансплантации мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток и звёздчатых клеток печени

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Изучить влияние сочетанной трансплантации мультипотентных мезенхимальных стромальных и звёздчатых клеток печени на репаративную регенерацию печени.

Методы. Лабораторным мышам производили внутривенное введение мультипотентных мезенхимальных стромальных и звёздчатых клеток печени после проведения частичной гепатэктомии. Мышей разделили на четыре группы: контрольная, опытная 1 (введение мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток), опытная 2 (котрансплантация мультипотентных мезенхимальных стромальных и звёздчатых клеток печени), группа сравнения. Проводили сравнение показателей опытных групп с показателями контрольной группы и группы сравнения. В каждой группе было по 14 животных. Контрольной и опытным группам проводили частичную гепатэктомию. Мышам опытных групп вводили клетки в латеральную хвостовую вену через 1 ч после проведения операции. Мультипотентные мезенхимальных стромальные клетки вводили в дозе 4 млн клеток/кг (120 тыс. клеток/мышь), звёздчатые клетки печени — в количестве 9 млн клеток/кг (270 тыс. клеток/мышь), суспендированных в 0,2 мл 0,9% раствора натрия хлорида. ­Животным контрольной группы вводили 0,9% раствор NaCl — 0,2 мл в латеральную хвостовую вену. Группу сравнения составили мыши без частичной гепатэктомии, которым вводили 0,9% раствор натрия хлорида — 0,2 мл. С целью оценки репаративной регенерации печени были исследованы морфометрические показатели печени, биохимические показатели крови на 3-и и 7-е сутки после частичной гепатэктомии. Производили оценку выраженности апоптоза иммуногистохимическим методом, методом проточной цитометрии определяли активность ферментов репарации дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) семейства поли(АДФ-рибоза)-полимеразы. Также осуществляли определение количества гепатоцитов с микроядрами. С помощью иммуноферментного анализа сыворотки крови изучали содержание фактора роста гепатоцитов. Достоверность различий в сравниваемых выборках определяли с применением t-критерия Стьюдента. Статистическая обработка данных выполнена с помощью программного пакета SPSS Statistics (версия 17,0).

Результаты. Установлено, что сочетанная трансплантация мультипотентных мезенхимальных стромальных и звёздчатых клеток печени вызывает восстановление активности аланинаминотрансферазы (снижение на 30,3%, p=0,016), аспартатаминотрансферазы (снижение на 27,7%, p=0,021), щелочной фосфатазы (уменьшение активности на 21,1%, p=0,036), усиление белковосинтетической функции печени (повышение уровня альбумина на 36,6%, p=0,009), увеличение уровня фактора роста гепатоцитов на 74,3%. Эти изменения сопровождались восстановлением морфометрических показателей печени: произошло увеличение митотической активности гепатоцитов на 28,7% (p=0,008), площади ядра гепатоцитов на 26,7% (p=0,006), количества двуядерных гепатоцитов на 26,1% (p=0,004), что привело к восстановлению массы печени. Выявлено снижение уровня апоптоза на 28,8% (p=0,006) относительно контрольной группы, уменьшение количества гепатоцитов с микроядрами на 22,7% (p=0,001), что может быть связано с обнаруженным в ходе исследования повышением активности ферментов репарации ДНК семейства поли(АДФ-рибоза)-полимеразы. Указанные отклонения отмечены относительно показателей контрольной группы (оперированные животные, которым вводили 0,9% раствор натрия хлорида).

Вывод. Сочетанная трансплантация мультипотентных мезенхимальных стромальных и звёздчатых клеток печени активирует репаративную регенерацию печени после частичной гепатэктомии.

Полный текст

Актуальность. Физиологическая регенерация в печени осуществляется с низкой скоростью. В норме в печени только 0,0012–0,01% гепатоцитов вступает в митоз. При патологии печени скорость клеточного обновления в печени возрастает в тысячи раз [1].

Пролиферация клеток начинается в перипортальной области. Образующиеся гепатоциты мигрируют по печёночным трабекулам по направлению к центральным венам. После резекции происходит гипертрофия оставшейся ткани печени [2, 3].

В восстановлении массы оставшихся после операции сегментов печени принимает участие два типа клеток — гепатоциты и клетки-предшественники. В качестве одного из кандидатов на роль клеток-предшественников гепатоцитов рассматривают звёздчатые клетки печени (ЗКП; клетки печени Ито, перисинусоидальные клетки печени) [4].

ЗКП — непаренхиматозные клетки, выполняющие следующие функции: осуществляют депонирование витамина А, обеспечивают ремоделирование внеклеточного матрикса, участвуют в регуляции синусоидального микроциркуляторного русла, синтезируют факторы роста (фактор роста гепатоцитов, фактор роста эндотелия сосудов, эпидермальный фактор роста, трансформирующий фактор роста) [5]. Ряд авторов указывают на возможность дифференцировки ЗКП в гепатоциты и холангиоциты, что даёт основание считать их стволовыми клетками печени [4, 6].

Учитывая биологические свойства ЗКП, представляется перспективным их использование для активации регенерации печени после частичной гепатэктомии. Проведение аллогенной трансплантации этих клеток может сопровождаться развитием иммунологических конфликтов [7]. Этого можно избежать путём проведения сочетанной трансплантации ЗКП вместе с мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками (ММСК), которые, обладают иммуносупрессивными свойствами [8, 9]. Кроме того, доказана способность ММСК через паракринный механизм, путём формирования межклеточных контактов, через слияние с гепатоцитами активировать репаративную регенерацию печени [10, 11].

Цель настоящего исследования — изучение влияния сочетанной трансплантации ММСК и ЗКП на активацию репаративной регенерации печени после частичной гепатэктомии.

Материал и методы исследования. Эксперименты выполнены на 56 белых беспородных мышах-самцах в возрасте 7–8 мес, c массой тела 25–27 г. Опыты, уход и содержание животных осуществляли в соответствии с Директивой №63 от 22 сентября 2010 г. Президиума и Парламента Европы «О защите животных, используемых для научных исследований» и приказом Минздрава РФ №267 от 19.06.2003 «Об утверждении правил лабораторной практики».

Проведение исследований одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России, протокол №8 от 20.10.2017.

Источником ММСК служил хорион плаценты 5 лабораторных животных мышей-самок в возрасте 3–4 мес, срок гестации 18 дней. Мононуклеарную фракцию клеток получали путём последовательной механической и ферментативной (раствор аккутазы; Millipore, США) обработки ткани плаценты. Выделение ЗКП осуществляли методом коллагеназно-проназной перфузии печени с последующим разделением клеток в градиенте плотности гистоденза. Культивирование ММСК проводили в условиях СО2-инкубатора (Termo Scientific, США) при температуре 37 °C с содержанием углекислого газа 5% и влажности 90%. Для трансплантации лабораторным животным использовали ММСК третьего пассажа. Введение ЗКП проводили непосредственно после выделения клеток [12].

Иммунофенотипирование суспензии ММСК проводили методом проточной цитометрии с использованием моноклональных антител, конъюгированных с флюорохромами (Becton Dickinson, США). Во фракции трансплантируемых клеток оценивали содержание ММСК с иммунофенотипом положительных по CD105 (Rat IgG2A Anti-Mouse Endoglin/CD105-Fluorescein Clone 209701, RTU), CD29 (Rat IgG2A Anti-Mouse Integrin beta 1/CD29-PE Clone 265917), Sca-1 (Rat IgG2A Anti-Mouse Sca1-APC Clone 177228) и отрицательных по CD45 (Rat IgG2B Anti-Mouse CD45-PerCP Clone 30-F11; Becton Dickinson, США) на проточном цитометре Beckman Coulter Navios с помощью набора Mouse Mesenchymal Stem CellMulti-Color Flow Cytometry Kit (Bio-Techne, США). Количество жизнеспособных клеток с фенотипом CD45-CD105+Sca1+CD29+ составило 93%.

Функциональные свойства ММСК оценивали по их дифференцировке в адипоцитарном и остеогенном направлениях. Состав среды, индуцирующей дифференцировку в остеогенном направлении: MesenCult™ Osteogenic Stimulatory Supplement (StemCell Technologies, Канада); в адипоцитарном направлении: MesenCult™ Adipogenic Stimulatory Supplement (StemCell Technologies, Канада) и MesenCult™ MSC Basal Medium (Mouse) (StemCell Technologies, Канада) в соотношении 1:4, 2 ммоль раствора L-глутамина (StemCell Technologies, Канада).

Наличие остеогенной дифференцировки подтверждали гистохимическим методом по увеличению экспрессии щелочной фосфатазы (ЩФ), а также окраской по von Kossa, выявляющей наличие минерализованного фосфата кальция. Дифференциацию в адипоцитарном направлении подтверждали гистохимическим методом окраской липидных вакуолей красителем Oil Red O.

Идентификацию ЗКП проводили на проточном цитометре по оценке эндогенной ретиноидной флюоресценции. Жизнеспособность клеток перед трансплантацией определяли красителем 7-AAD (7-Aminoactinomycin D), она составила 95–97%.

Мышей разделили на четыре группы: контрольная, опытная 1 (введение ММСК), опытная 2 (котрансплантация ММСК и ЗКП), группа сравнения (мыши без частичной гепатэктомии, которым вводили 0,9% раствор NaCl — 0,2 мл).

В каждой группе было по 14 животных. Контрольной и опытным группам проводили частичную гепатэктомию по методу C. Mit­chell и H. Willenbring. Для анестезии использовали золетил 10 мг/кг (Virbac, Франция) [13]. Выведение животных из эксперимента проводили на 3-и и 7-е сутки после операции цервикальной дислокацией (табл. 1).

 

Таблица 1. Распределение животных по группам

Время выведения из эксперимента

Контрольная группа

Опытная группа 1 (ММСК)

Опытная группа 2 (ММСК+ЗКП)

Группа сравнения

3-и сутки

7 мышей

7 мышей

7 мышей

7 мышей

7-е сутки

7 мышей

7 мышей

7 мышей

7 мышей

Примечание: ММСК — мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки; ЗКП — звёздчатые клетки печени.

 

Мышам опытных групп вводили клетки в латеральную хвостовую вену: ММСК — в дозе 4 млн клеток/кг (120 тыс. клеток/мышь), ЗКП — в количестве 9 млн клеток/кг (270 тыс. клеток/мышь), суспендированных в 0,2 мл 0,9% раствора NaCl. Животным контрольной группы вводили 0,9% раствор NaCl — 0,2 мл в латеральную хвостовую вену. Группу сравнения составили мыши без частичной гепатэктомии, которым вводили 0,9% раствор NaCl — 0,2 мл.

На 3-и и 7-е сутки после введения клеток исследовали морфометрию печени и биохимические показатели сыворотки крови. Для оценки морфометрических показателей печени изготавливали гистологические срезы толщиной 3–5 мкм, окрашивали гематоксилином и эозином. Для морфометрического анализа данных использовали компьютерную программу анализа изображений (Biovision, Россия). Анализировали следующие показатели: количество гепатоцитов на 1 мм2, площадь гепатоцитов, площадь ядра гепатоцита, площадь цитоплазмы гепатоцита, ядерно-цитоплазматический индекс, количество двуядерных гепатоцитов на 1 мм2, митотический индекс.

Для оценки апоптоза использовали набор первичных [Caspase-3 Antibody (L-18) goat polyclonal IgG, 1:100; Santa Cruz Biotech, USA] и вторичных (donkey anti-goat IgG-FITC, 1:100; Santa Cruz Biotech, USA) антител на гистологических срезах по идентификации эффекторной каспазы-3. Величину запрограммированной гибели гепатоцитов определяли расчётом апоптотического индекса.

Микроядерный тест проводили после механической и ферментативной обработки [проназа Е, коллагеназа I типа и ДНК-аза (Sigma)] клеток печени и окраски 2,5% ацетоорсеином с докрашиванием цитоплазмы клеток 1% спиртовым раствором светлого зелёного [14].

Для оценки выраженности репаративных процессов в клетках печени анализировали количество поли-АДФ-рибозаполимера, являющегося продуктом реакции поли-АДФ-рибозилирования, определяя первичные [Anti-Poly (ADP-Ribose) Polymer antibody, abcam] и вторичные [Rabbit Anti-Chicken IgY H&L (FITC)] антитела на проточном цитометре. Рассчитывали среднюю интенсивность флюоресценции популяции клеток, характеризующую экспрессию антигенов (плотность рецепторов) внутри клетки [15].

Биохимические показатели сыворотки крови [альбумин, аспартатаминотрансфераза (АСТ), аланинаминотрансфераза (АЛТ), ЩФ] определяли кинетическими методиками с использованием анализатора Chem Well 2910 (Combi) и реагентов Ольвекс Диагностикум, Россия.

С помощью набора HGF Mouse ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay; Abcam) методом иммуноферментного анализа осуществлялось количественное измерение фактора роста гепатоцитов в сыворотке крови.

Исходные данные имели нормальное распределение. Для проверки нормальности распределения был использован критерий Шапиро–Уилка. Достоверность различий в сравниваемых выборках определяли с применением t-критерия Стьюдента. Данные представлены в виде среднего арифметического значения (M) и стандартного отклонения (SD). Статистическая обработка данных проведена с помощью программного пакета SPSS Statistics (версия 17,0).

Результаты. При оценке морфометрических показателей печени на 3-и сутки после частичной гепатэктомии у животных после введения ММСК и ЗКП обнаружено увеличение массы печени на 20,2% (p=0,005) по сравнению с контрольной группой. Восстановление её массы сопровождалось повышением митотической активности гепатоцитов на 23,8% (p=0,016), снижением запрограммированной клеточной гибели на 27,7% (p=0,022), а также повышением количества двуядерных гепатоцитов на 26,8% (p=0,008), увеличением площади ядра гепатоцитов на 25,5% (p=0,011) и ядерно-цитоплазматического индекса на 24,9% (p=0,003).

На 3-и сутки после трансплантации ММСК животным с частичной гепатэктомией не выявлено изменения морфометрических показателей печени относительно контрольной груп-
пы (табл. 2).

 

Таблица 2. Морфометрическая характеристика репаративных процессов в печени мышей на 3-и сутки после частичной гепатэктомии

Показатели

NaCl
(группа сравнения)

NaCl + частичная гепатэктомия (контрольная группа)

ММСК + частичная гепатэктомия (опытная группа 1)

ММСК + ЗКП + частичная гепатэктомия (опытная группа 2)

Масса печени, г

1,81±0,15

1,04±0,091

1,11±0,101

1,25±0,101,2

Апоптотический индекс, ‰

0,43±0,04

2,13±0,201

1,96±0,191

1,54±0,151,2

Количество гепатоцитов с микроядрами, ‰

2,21±0,18

3,37±0,261

3,07±0,231

2,97±0,201

Митотический индекс, ‰

0,74±0,06

8,1±0,601

7,91±0,581

10,03±0,751,2

Количество гепатоцитов, на 1 мкм2

1525,57±101,06

1206,72±91,961

1167,86±93,551

1160,0±113,141

Площадь гепатоцита, мкм2

267,53±6,39

331,81±24,021

343,71±22,611

333,43±18,201

Площадь цитоплазмы гепатоцита, мкм22

219,14±7,12

243,64±19,25

237,63±15,94

249,14±9,84

Площадь ядра гепатоцита, мкм2

48,40±3,57

67,13±7,011

67,89±6,91

84,29±8,611,2

Ядерно-цитоплазматический индекс

0,22±0,02

0,27±0,011

0,29±0,011

0,34±0,021,2

Количество двуядерных гепатоцитов, на 1 мм2

234,43±9,92

380,97±10,15 1

386,71±21,391

484,0±35,711,2

Примечание: 1p <0,05 с группой сравнения; 2p <0,05 с контрольной группой; ММСК — мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки; ЗКП — звёздчатые клетки печени.

 

На 7-е сутки после введения ММСК у мышей с частичной гепатэктомией установлено увеличение массы печени, которое достигалось за счёт повышения митотической активности гепатоцитов, ингибирования апоптоза, увеличения количества двуядерных гепатоцитов, повышения площади ядра.

В то же время при проведении котрансплантации ММСК и ЗКП на 7-е сутки наблюдения морфометрические показатели мышей в опытной группе сохраняют изменения, обнаруженные на 3-и сутки: снижение запрограммированной клеточной гибели гепатоцитов на 28,8% (p=0,014), увеличение количества двуядерных гепатоцитов на 26,1% (p=0,006), повышение размеров ядра на 26,7% (p=0,001), возрастание ядерно-цитоплазматического индекса на 31,0% (p=0,001). Увеличение количества двуядерных гепатоцитов можно объяснить тем, что в ранние сроки репаративной регенерации значительная часть митозов ацитокинетические.

Также на 7-е сутки после частичной гепатэктомии сохраняется увеличенная митотическая активность, способствующая восстановлению массы печени. Отмечено повышение активности ферментов репарации ДНК, что ведёт к снижению количества гепатоцитов с микро­ядрами в опытных группах 1 и 2 (табл. 3).

 

Таблица 3. Морфофункциональная характеристика репаративных процессов в печени мышей на 7-е сутки после ­частичной гепатэктомии

Показатели

NaCl
(группа сравнения)

NaCl + частичная гепатэктомия (контрольная группа)

ММСК + частичная гепатэктомия (опытная группа 1)

ММСК + ЗКП + частичная гепатэктомия (опытная группа 2)

Масса печени, г

1,76±0,13

1,15±0,091

1,53±0,122

1,48±0,092

Апоптотический индекс, ‰

0,39±0,03

1,25±0,091

0,94±0,071,2

0,89±0,081,2

Количество гепатоцитов с микроядрами, ‰

2,18±0,11

2,77±0,231

2,21±0,162

2,14±0,182

Митотический индекс, ‰

0,73±0,06

4,51±0,471

5,76±0,491,2

5,80±0,371,2

Активность ферментов семейства PARP в клетках печени, MFI

45,2±4,1

59,3±5,211

80,6±7,51,2

86,3±8,061,2

Количество гепатоцитов, на 1 мкм2

1538,14±103,59

1427,71±116,98

1485,14±116,20

1354,0±138,0

Площадь гепатоцита, мкм2

264,66±5,87

286,41±22,44

275,14±24,16

292,57±20,94

Площадь цитоплазмы гепатоцита, мкм2

214,21±8,10

223,03±17,97

204,37±22,80

212,21±13,88

Площадь ядра гепатоцита, мкм2

50,46±3,29

63,39±5,12 1

76,63±4,921,2

80,36±7,081,2

Ядерно-цитоплазматический индекс

0,24±0,02

0,29±0,021

0,38±0,021,2

0,38±0,021,2

Количество двуядерных гепатоцитов, на 1 мм2

237,29±8,24

320,77±10,641

393,90±23,231,2

404,71±27,471,2

Примечание: 1p <0,05 с группой сравнения; 2p <0,05 с контрольной группой; ММСК — мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки; ЗКП — звёздчатые клетки печени; MFI — средняя интенсивность флюоресценции ­популяции клеток.

 

Проведение частичной гепатэктомии сопровождается значительным повышением уровня фактора роста гепатоцитов в сыворотке крови на 3-и сутки после операции. Введение ММСК не приводит к достоверному изменению (р=0,723) этого показателя относительно группы контроля, тогда как проведение котрансплантации ММСК и ЗКП вызывает ещё большее увеличение уровня фактора роста гепатоцитов (на 32% по сравнению с данными контрольной группы; p=0,001).

На 7-е сутки после частичной гепатэктомии также отмечен эффект от введённых клеток. Содержание фактора роста гепатоцитов в опытной группе 1 было на 35% (p=0,002), в опытной группе 2 — на 57% выше по сравнению с контрольной группой (p=0,001; табл. 4).

 

Таблица 4. Содержание фактора роста гепатоцитов в сыворотке крови

Сутки после операции

NaCl
(группа сравнения)

NaCl + частичная гепатэктомия (контрольная группа)

ММСК + частичная гепатэктомия (опытная группа 1)

ММСК + ЗКП + частичная гепатэктомия (опытная группа 2)

3-и

4,22±0,35

18,21±1,761

20,02±2,01

24,12±2,361,2,3

7-е

4,49±0,39

9,58±0,881

13,0±1,021,2

16,7±2,621,2,3

Примечание: 1p <0,05 с группой сравнения; 2p <0,05 с контрольной группой, 3p <0,05 с опытной группой 1; ММСК — мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки; ЗКП — звёздчатые клетки печени.

 

При анализе биохимических показателей крови на 3-и сутки в опытной группе 1 снижается активность ферментов, характеризующих цитолиз гепатоцитов (АСТ, АЛТ). В группе мышей, которым вводили ММСК и ЗКП, выявлено уменьшение активности ферментов цитолиза гепатоцитов и холестаза (ЩФ) с одновременным повышением концентрации мочевины (табл. 5).

 

Таблица 5. Биохимические показатели крови мышей на 3-и сутки после частичной гепатэктомии

Показатели

NaCl
(группа сравнения)

NaCl + частичная гепатэктомия (контрольная группа)

ММСК + частичная гепатэктомия (опытная группа 1)

ММСК + ЗКП + частичная гепатэктомия (опытная группа 2)

Общий белок, г/л

68,31±3,93

50,03±4,821

55,61±4,241

53,67±4,341

Альбумин, г/л

30,84±4,25

19,80±2,511

21,60±3,141

22,01±2,041

Мочевина, ммоль/л

6,21±0,87

4,37±0,331

4,59±0,361

5,26±0,291,2

Аспартатаминотрансфераза, ед./л

97,26±8,47

209,53±13,851

158,99±14,381,2

156,97±13,351,2

Аланинаминотрансфераза, ед./л

81,13±8,66

155,24±9,381

116,73±12,511,2

114,16±13,531,2

Щелочная фосфатаза, ед./л

66,34±5,24

106,67±10,451

82,0±7,262

83,47±8,401,2

Глюкоза, ммоль/л

5,73±0,69

3,66±0,291

4,20±0,461

3,87±0,321

Общий билирубин, мкмоль/л

8,90±1,14

21,99±5,471

21,29±2,361

20,13±1,611

Фибриноген, г/л

3,27±0,18

2,27±0,261

2,11±0,181

2,67±0,221

Примечание: 1p <0,05 с подгруппой сравнения; 2p <0,05 с контрольной группой; ММСК — мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки; ЗКП — звёздчатые клетки печени.

 

На 7-е сутки после частичной гепатэктомии в опытной группе 2 повышается содержание общего белка, альбумина, при этом уровень общего белка и альбумина достигает значений группы сравнения. Также зарегистрированы повышение содержания мочевины, снижение уровня ферментов цитолиза (АСТ, АЛТ) и холестаза (ЩФ), уровень ферментов аналогичен группе сравнения. Также выявлено повышение уровня глюкозы и фибриногена. Введение ММСК не сопровождалось восстановлением белковосинтетической функции печени (табл. 6). Кроме того, выявлено повышение содержания общего белка в опытной группе 2 относительно опытной группы 1 (см. табл. 6).

 

Таблица 6. Биохимические показатели крови мышей на 7-е сутки после частичной гепатэктомии

Показатели

NaCl
(группа сравнения)

NaCl + частичная гепатэктомия (контрольная группа)

ММСК + частичная гепатэктомия (опытная группа 1)

ММСК + ЗКП + частичная гепатэктомия (опытная группа 2)

Общий белок, г/л

66,46±4,36

44,27±3,621

49,63±2,801

60,27±5,092,3

Альбумин, г/л

31,41±3,38

20,59±1,901

23,13±2,321

28,06±2,162

Мочевина, ммоль/л

6,11±0,61

4,57±0,461

5,57±0,482

5,63±0,352

Аспартатаминотрансфераза, ед./л

104,56±9,07

153,86±16,961

103,57±12,422

111,21±10,012

Аланинаминотрансфераза, ед./л

89,23±4,43

137,10±16,291

86,34±7,522

95,50±8,572

Щелочная фосфатаза, ед./л

63,30±4,00

83,11±5,931

64,23±6,002

65,61±4,362

Глюкоза, ммоль/л

6,44±0,62

4,30±0,291

4,91±0,511

5,20±0,341,2

Общий билирубин, ­мкмоль/л

9,37±0,65

15,41±2,761

14,81±2,021

13,70±0,831

Фибриноген, г/л

3,20±0,23

2,20±0,231

2,83±0,202

2,87±0,242

Примечание: 1p <0,05 с подгруппой сравнения; 2p <0,05 с контрольной группой; 3p <0,05 с опытной группой 1; ММСК — мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки; ЗКП — звёздчатые клетки печени.

 

Таким образом, проведённые исследования позволили установить положительный эффект сочетанной трансплантации ММСК и ЗКП на морфофункциональное состояние печени после частичной гепатэктомии.

Обсуждение. В настоящей работе было изу­чено влияние ММСК и сочетанной трансплантации ММСК и ЗКП на восстановление морфофункциональных показателей печени после частичной гепатэктомии. Полученные данные свидетельствуют о преимуществе сочетанной трансплантации данных видов клеток при частичной гепатэктомии. Установлено, что сочетанная трансплантация ММСК и ЗКП обеспечивает повышение массы печени уже на 3-и сутки, а на 7-е сутки она ­восстанавливается до значений группы сравнения за счёт повышения митотической активности гепатоцитов и снижения запрограммированной клеточной гибели.

В литературе есть данные, свидетельствующие об эффективности трансплантации ЗКП при частичной гепатэктомии. При этом установлены механизмы участия этих клеток в активации репаративной регенерации. Авторами было показано, что эти клетки оказывают влияние путём выработки биологически активных веществ, а также путём дифференцировки в гепатоциты [4].

Полученный в настоящем исследовании положительный эффект от проведённой сочетанной трансплантации клеток можно объяснить способностью ЗКП вырабатывать фактор роста гепатоцитов, который служит мощным митогеном для гепатоцитов, способствуя активации клеточной и внутриклеточной регенерации. Выявленное изменение биохимических показателей крови [нормализация содержания ферментов цитолиза (АСТ, АЛТ) и холестаза (ЩФ)] можно объяснить способностью ММСК к выработке противовоспалительных факторов [16,  17].

Проведённые исследования также позволяют установить механизм снижения количества гепатоцитов с микроядрами, которые, как известно, отражают уровень патологических митозов. В свою очередь, уменьшение клеток с микроядрами может быть обусловлено выявленной активацией системы репарации ДНК. Ферменты репарации ДНК семейства PARP, исправляя повреждения в структуре ДНК, вызывают снижение запрограммированной клеточной гибели, уменьшают количество патологических митозов.

Выводы

  1. Аллогенная сочетанная трансплантация мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток, выделенных из хориона плаценты, и звёздчатых клеток печени способствует активации регенерации печени. Этот эффект проявляется в активации механизмов клеточной регенерации за счёт повышения митотической активности гепатоцитов и ингибирования запрограммированной клеточной гибели.
  2. Проведение котрансплантации данных видов клеток сопровождается уменьшением количества патологических митозов, увеличением количества двуядерных гепатоцитов.
  3. Проведённые исследования свидетельствуют о способности сочетанной трансплантации мультипотентных мезенхимальных стромальных и звёздчатых клеток печени обеспечивать восстановление морфофункционального состояния печени после частичной гепатэктомии и дают основание для проведения пилотных клинических исследований.

 

Участие авторов. И.Ю.М. проводила исследование; Д.Ю.Г. отвечал за сбор и анализ результатов; А.В.О. — руководитель работы.
Источник финансирования. Исследование выполнено при финансовой поддержке государственного задания «Разработка технологии использования сочетанной трансплантации мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток и звёздчатых клеток печени для активации регенерации печени в условиях её повреждения», номер регистрации 121032500021-1 от 25.03.2021.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

×

Об авторах

Ирина Юрьевна Маклакова

Уральский государственный медицинский университет; Институт медицинских клеточных технологий

Автор, ответственный за переписку.
Email: makliu@mail.ru
Россия, г. Екатеринбург, Россия; г. Екатеринбург, Россия;

Дмитрий Юрьевич Гребнев

Уральский государственный медицинский университет; Институт медицинских клеточных технологий

Email: makliu@mail.ru
Россия, г. Екатеринбург, Россия; г. Екатеринбург, Россия

Артур Васильевич Осипенко

Уральский государственный медицинский университет

Email: makliu@mail.ru
Россия, г. Екатеринбург, Россия

Список литературы

  1. Ельчанинов А.В., Макаров А.В., Воробьёва И.Г., Кананыхина Е.Ю., Лохонина А.В., Глинкина В.В., Большакова Г.Б., Гольдштейн Д.В., Фатхудинов Т.Х. Регуляция пролиферации гепатоцитов после субтотальной резекции печени крыс. Гены и клетки. 2018; 13 (4): 37–42. doi: 10.23868/201812045.
  2. Базарный В.В., Маклакова И.Ю., Гребнев Д.Ю., Юсупова В.Ч., Петрунина Е.М. К вопросу о клеточной регуляции регенерации печени. Вестн. Уральской мед. акад. науки. 2019; 16 (3): 357–364. doi: 10.22138/2500-0918-2019-16-3-357-364.
  3. Brown Ch., McKee Ch., Bakshi Sh., Walker K., Hakman E., Halassy S., Svinarich D., Dodds R., Govind Ch.K., Chaudhry G.R. Mesenchymal stem cells: Cell therapy and regeneration potential. J. Tissue Engineering and Regene­rative Med. 2019; 13 (9): 1738–1755. doi: 10.1002/term.2914.
  4. Kordes C., Sawitza I., Gotze S., Haussinger H.D. Hepatic stellate cells contribute to progenitor cells and li­ver regeneration. J. Clin. Invest. 2014; 124 (12): 5503–5515. doi: 10.1172/JCI74119.
  5. Yin C., Evason K.J., Asahina K., Stainier D.Y. Hepa­tic stellate cells in liver development, regeneration, and cancer. J. Clin. Invest. 2013; 123 (5): 1902–1910. doi: 10.1172/JCI66369.
  6. Alwahsh S.M., Rashidi H., Hay D.C. Liver cell the­rapy: is this the end of the beginning? Cell. Mol. Life Sci. 2018; 75 (8): 1307–1324. doi: 10.1007/s00018-017-2713-8.
  7. Benbow H.J., Marrero E.M., R.M., E., N.,
  8. Hu C., Li L. Preconditioning influences mesenchymal stem cell properties in vitro and in vivo. J. Cell. Mol. Med. 2018; 22 (3): 1428–1442. doi: 10.1111/jcmm.13492.
  9. Kobolak J., Dinnyes A., Memic A., Khademhosseini A., Mobasheri A. Mesenchymal stem cells: Identification, phenotypic characterization, biological properties and potential for regenerative medicine through biomaterial micro-engineering of their niche. Methods in Cell Sci. 2016; 99: 62–68. doi: 10.1016/j.ymeth.2015.09.016.
  10. Alfaif M., Eom Y.W., Newsome P.N., Baik S.K. Me­senchymal stromal cell therapy for liver diseases. J. Hepatol. 2018; 68: 1272–1285. doi: 10.1016/j.jhep.2018.01.030.
  11. Prockop D.J. The exciting prospects of new therapies with mesenchymal stromal cells. Cytotherapy. 2017; 19 (1): 1–8. doi: 10.1016/j.jcyt.2016.09.008.
  12. Mederacke I., Dapito D.H., Affò S., Uchinami H., Schwabe R.F. High-yield and high-purity isolation of hepatic stellate cells from normal and fibrotic mouse livers. Nature Protocols. 2015; 10 (2): 305–315. doi: 10.1038/nprot.2015.017.
  13. Mitchell C., Willenbring H. A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nature Protocols. 2008; 3: 1167–1171. doi: 10.1038/nprot.2014.122.
  14. Баглей Е.А., Недопитанская Н.Н., Лисовская В.С. Изучение генотоксичности ципроконазола в микроядерном тесте на гепатоцитах и эритроцитах костного мозга мышей. Украинский ж. соврем. пробл. токсикол. 2014; (1–2): 51–58.
  15. Kunzmann A., Lui D., Annett K., Malaise M., Thaa B., Hyland P., Barnett Y., Burkle A. Flow-cytometric assessment of cellular poly(ADP-ribosyl)ation capacity in peripheral blood lymphocytes. Immunity & Ageing. 2006; 3: 8. doi: 10.1186/1742-4933-3-8.
  16. Вахрушева В.Ч., Маклакова И.Ю., Гребнев Д.Ю., Базарный В.В., Гаврилов И.В. Оценка морфофункциональных изменений печени после её резекции на фоне введения мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток в условиях старения организма. Вестн. уральской мед. акад. науки. 2020; 17 (1): 89–97. doi: 10.22138/2500-0918-2020-17-1-89-97.
  17. Маклакова И.Ю., Гребнев Д.Ю., Юсупова В.Ч., Гаврилов И.В., Примакова Е.А. Влияние трансплантации мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток на биохимические показатели крови после резекции печени у зрелых и старых лабораторных животных. Успехи геронтол. 2018; 31 (6): 933–936.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2021


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 75008 от 01.02.2019.