БИОХИМИЯ, 2015, том 80, вып. 9, с. 1405–1419
УДК 577.152.2
Гепарансульфат 6-сульфотрансфераза 3 принимает участие в остеогенной дифференцировке мезенхимных клеток стромы костного мозга
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: BMMSC, остеогенная дифференцировка, внеклеточный матрикс, гепарансульфат, сульфотрансфераза.
Аннотация
Наши знания о роли таких соединений, как гепарансульфат (HS), участвующих в процессах воспроизводства/самообновления и дифференцировки стволовых клеток очень незначительны. HS представляет собой линейную сульфатированную полианионную полисахаридную цепочку, состоящую из повторяющихся дисахаридных звеньев. HS может взаимодействовать со многими белками, включая структурные белки внеклеточного матрикса (ВКМ), а также с факторами роста и их рецепторами. Таким образом, изучение роли HS в самообновлении и дифференцировке стволовых клеток способствует выяснению теоретических основ и поискам новых методов использования этих клеток в клинике. Мы изолировали и очистили мезенхимные клетки стромы костного мозга (BMMSC) методом центрифугирования в градиенте плотности Перкола, провели методом проточной цитофлуорометрии анализ характерных для стволовых клеток поверхностных белков-маркеров, а также идентифицировали экспрессированные в клетках сульфотрансферазы, осуществляющие модификацию HS. Остеогенная дифференцировка, вызванная обработкой BMMSC химическими индукторами, была подтверждена наблюдениями за активностью щелочной фосфатазы (ALP) и экспрессией белковых маркеров Runx2 и Ocn. Методами обратной транскрипции-ПЦР (ОТ-ПЦР) и иммуноблоттинга были идентифицированы сульфотрансферазы, экспрессированные в недифференцированных и индуцированных к дифференцировке BMMSC крысы. Установлено, что при высокой степени плотности монослоя, как в контрольной, так и дифференцирующейся культуре формировались клеточные сфероиды. Гистохимические исследования показали, что этот тип клеточного сфероида содержал обогащенные соединениями кальция (кальцифицированные) узелки. Среди всех исследованных сульфотрансфераз, в кальцифицированных клеточных сфероидах наблюдалось увеличение транскрипционной и трансляционной экспрессии только гепарансульфат 6-сульфотрансферазы 3 (HS6ST3). «Нокдаун» HS6ST3 в клетках BMMSC с помощью интерферирующей shРНК сопровождался снижением активности ALP и подавлением экспрессии маркеров остеогенной дифференцировки Runx2 и Ocn. Полученные результаты позволяют предположить, что HS6ST3 принимает участие в дифференцировке BMMSC. Возможно, что в будущем могут быть предложены новые клинические методы, основанные на гликотерапии.