Морфофункциональная регенеративная активность дермальных фибробластов кожи в зависимости от возраста пациента

Хронологическое старение определяется как зависящее от времени снижение гомеостаза тканей, которое существенно влияет на кожу. Выяснение механизмов старения кожи является приоритетным направлением в современных исследованиях, ограниченных отсутствием соответствующих моделей in vitro. Будучи компонентом старения, репликативное или вызванное стрессом старение неоднократно используется для имитации старения кожи in vitro. Цель исследования – сравнительная оценка возрастных морфологических и молекулярных изменений в первично культивируемых фибробластах, полученных от людей возраста старше 45 лет и моложе 15 лет. Материал и методы. В данной работе исследовались первичные нормальные человеческие дермальные фибробласты выделенных от молодых и пожилых доноров, и возрастные характеристики при культивировании в 2D-монослое, возможность применения в качестве релевантной модели для исследования процессов старения. Применяли методы флуриметрии при анализе пролиферации, оценивали клоногенную активность, различные индикаторы регенеративного потенциала: активности эластазы, экспрессии генов и оценка содержания мтДНК. Данные были статистически обработаны несколькими описательными статистиками. Различия считались статистически значимыми при p<0,05. Результаты. Наблюдалось выраженное снижение способности к удвоению популяции, сниженная клоногенная способность, нарушение продукции внеклеточного матрикса вместе с модификациями дыхательного метаболизма с увеличением возраста. Эти нарушения были особенно заметны при сравнении фибробластов, выделенных от лиц старше 45 лет, с фибробластами, выделенными от участников моложе 15 лет, в то время как клетки от доноров среднего возраста демонстрировали промежуточный профиль. Заключение. Обнаруженные изменения свойств клеток могут быть связаны с признаками старения дермы, что подтверждает предположение, свидетельствующее о том, что культивируемые первичные клетки действительно сохраняют некоторые характеристики исходной ткани, из которой они были извлечены. Результаты имеют научное и практическое значение для моделирования исследований механизмов процесса старения, понимания механизмов восстановительной регенерации в различном возрасте для направленного влияния, например, при лечении рецессий десны у пациентов разного возраста.

1. Аптекарь И. А., Костоломова Е. Г., Суховей Ю. Г. Изменение функциональной активности фибробластов в процессе моделирования компрессии, гиперкапнии и гипоксии. Российский остеопатический журнал. 2019;1-2:72-84. doi: 10.32885/2220-0975-2019-1-2-72-84.

2. Бозо И. Я., Деев Р. В., Пинаев Г. П. Фибробласт – специализированная клетка или функциональное состояние клеток мезенхимного происхождения? Цитология. 2010;52(2):99–109.

3. Гольцов С.В., Костоломова Е.Г., Суховей Ю.Г., Паульс В.Ю. Патент RU2630607 (Россия) от 02.06.2016.

4. Костоломова Е.Г., Стрелин С.А., Суховей Ю.Г., Унгер И.Г., Акунеева Т.В., Марков А.А., Полянских Е.Д. Функция Т-лимфоцитов кожи человека в заживлении ран в эксперименте in vitro. Российский иммунологический журнал. 2023;(26)2:115-122. doi: 10.46235/1028-7221-12430-FOH.

5. Костоломова Е.Г., Тимохина Т.Х., Перунова Н.Б., Полянских Е.Д., Сахаров Р.А., Комарова А.В. Оценка иммуномодулирующей активности Bifidobacterium bifidum 791 на модели клеток врожденного и адаптивного иммунитета в эксперименте in vitro. Российский иммунологический журнал. 2022;(25)2:213-218. doi: 10.46235/1028-7221-1133-IVE.

6. Кузьмичева В.И., Волова Л.Т., Гильмиярова Ф.Н., Быков И.М., Авдеева Е.В., Колотьева Н.А. Фибробласты как объект изучения пролиферавтивной активности in vitro. Наука и инновации медицине. 2020;5(3):210-215 doi: 10.35693/2500-1388-2020-5-3-210-215

7. Минаев С.В., Григорова А.Н., Владимирова О.В., Тимофеев С.И., Сирак А.Г., Владимиров В.И., Погосян А.А., Зеленская М.В. Влияние дифференциации соединительной ткани на формирование рубцовой ткани в детском возрасте. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2021; 5:72–77.

8. Омельяненко Н. П., Слуцкиий Л. И. Соединительная ткань: гистофизиология и биохимия (в 2-х т.). М.: Известия; 2009; 638 c.

9. Роговая О.С., Зупник А.О., Измайлова Л.Ш., Воротеляк Е.А. Морфофункциональная характеристика фибробластов папиллярного и ретикулярного слоев дермы кожи человека/ Вестник Московского университета. Сер. 16. Биология. 2021. Т. 76. № 4, с. 250–257.

10. Соединительная ткань у детей при патологии: монография. / Н.С. Стрелков, Р.Р. Кильдиярова, П.Н. Шараев, И.Л. Ишмаметьев; под ред. проф. Р.Р. Кильдияровой. Ижевск, 2011. 210 с.

11. Chmielewski PP, Data K, Strzelec B, Farzaneh M, Anbiyaiee A, Zaheer U, Uddin S, Sheykhi-Sabzehpoush M, Mozdziak P, Zabel M, Dzięgiel P, Kempisty B. Human Aging and Age-Related Diseases: From Underlying Mechanisms to Pro-Longevity Interventions. Aging Dis. 2024 Jun 14. doi: 10.14336/AD.2024.0280.

12. Emig R, Zgierski-Johnston CM, Beyersdorf F, Rylski B, Ravens U, Weber W, Kohl P, Hörner M, Peyronnet R. Human Atrial Fibroblast Adaptation to Heterogeneities in Substrate Stiffness. Front Physiol. 2020 Jan 10;10:1526. doi: 10.3389/fphys.2019.01526.

13. Sorrell JM, Caplan AI. Fibroblasts-a diverse population at the center of it all. Int Rev Cell Mol Biol. 2009;276:161-214. doi: 10.1016/S1937-6448(09)76004-6