Измененная чувствительность к гомеостатическому регулятору обновления костной ткани у иммортализованных мезенхимных стромальных клеток

К.Ю. Смажило; В.А. Усачёв; М.А. Кулебякина; М.В. Щебетина; Е.С. Чечехина; Е. Бахчинян; О.И. Клычников; М.В. Воронцова; К.Ю. Кулебякин

doi:10.18127/j20700997-202601-02

Измененная чувствительность к гомеостатическому регулятору обновления костной ткани у иммортализованных мезенхимных стромальных клеток

К.Ю. Смажило¹, В.А. Усачёв², М.А. Кулебякина³, М.В. Щебетина⁴, Е.С. Чечехина⁵, Е. Бахчинян⁶, О.И. Клычников⁷, М.В. Воронцова⁸, К.Ю. Кулебякин⁹

научная статья УДК 57.085.23 Страницы: 20-30 doi.org/10.18127/j20700997-202601-02

^{1,2,3,4,5,6,7,8,9} Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (Москва, Россия)

Ключевые слова: Иммортализованные мультипотентные мезенхимные стромальные клетки паратиреоидный гормон внутриклеточная сигнализация кальциевый ответ остеогенная дифференцировка

Аннотация

Постановка проблемы. Иммортализованные линии мультипотентных мезенхимных стволовых клеток (МСК) обладают многими преимуществами для применения в регенеративной медицине по сравнению с первичными культурами МСК. Однако эквивалентность иммортализованных МСК первичным культурам при разработке терапевтических подходов, направленных на регенерацию костной ткани, на настоящий момент не подтверждена.

Цель работы – сравнение сигнального и дифференцировочного ответов клеток иммортализованной линии МСК жировой ткани ASC52Telo и первичных культур МСК жировой ткани на паратиреоидный гормон (ПТГ), основной проостеогенный стимул и регулятор обновления костной ткани у человека.

Результаты. Показано, что, по сравнению с первичными культурами МСК жировой ткани, у линии ASC52Telo существенно снижена доля клеток, отвечающих на ПТГ цАМФ-зависимым плавным повышением концентрации внутриклеточного кальция, а также увеличена доля клеток, отвечающих на ПТГ через инозитолтрифосфат (одиночными пиками либо осцилляциями внутриклеточного кальция). Обнаружено, что ПТГ снижает способность клеток линии ASC52Telo дифференцироваться в остеогенном направлении и повышает эффективность их дифференцировки в адипогенном направлении. Данные эффекты противоположны действию ПТГ на клетки первичных культур МСК жировой ткани, у которых в присутствии ПТГ повышается остеогенный потенциал и снижается способность дифференцироваться в адипогенном направлении.

Практическая значимость. Обнаруженные различия в ответе между иммортализованными и первичными МСК жировой ткани на ПТГ указывают на особенности в физиологическом ответе клеток линии ASC52Telo, что потенциально ограничивает их применимость в качестве эквивалентов первичных культур МСК жировой ткани при разработке подходов к терапии костных дефектов и при проведении исследований в области регенерации костной ткани.

Поступила: 03.09.2025
Одобрена: 03.09.2025
Принята: 25.12.2025

Для цитирования

Смажило К.Ю., Усачёв В.А., Кулебякина М.А., Щебетина М.В., Чечехина Е.С., Бахчинян Е., Клычников О.И., Воронцова М.В., Кулебякин К.Ю. Измененная чувствительность к гомеостатическому регулятору обновления костной ткани у иммортализованных мезенхимных стромальных клеток // Технологии живых систем. 2026. T. 23. № 1. С. 20-30. DOI: https://doi.org/10.18127/ j20700997-202601-02

Список источников

Voloshin N., Tyurin-Kuzmin P., Karagyaur M. et al. Practical Use of Immortalized Cells in Medicine: Current Advances and Future Perspectives // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 16. P. 12716.
Pan C., Kumar C., Bohl S. et al. Comparative Proteomic Phenotyping of Cell Lines and Primary Cells to Assess Preservation of Cell Type-specific Functions // Mol. Cell. Proteomics. 2009. V. 8. № 3. P. 443–450.
Kulebyakin K., Tyurin-Kuzmin P., Efimenko A. et al. Decreased Insulin Sensitivity in Telomerase-Immortalized Mesenchymal Stem Cells Affects Efficacy and Outcome of Adipogenic Differentiation in vitro // Front. Cell Dev. Biol. 2021. V. 9. P. 662078.
Okamoto T., Aoyama T., Nakayama T. et al. Clonal heterogeneity in differentiation potential of immortalized human mesenchymal stem cells // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2002. V. 295. № 2. P. 354–361.
Tyurin-Kuzmin P.A., Chechekhin V.I., Ivanova A.M. et al. Noradrenaline Sensitivity Is Severely Impaired in Immortalized Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cell Line // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 12. P. 3712.
Paprocka M., Kraskiewicz H., Bielawska-Pohl A. et al. From Primary MSC Culture of Adipose Tissue to Immortalized Cell Line Producing Cytokines for Potential Use in Regenerative Medicine Therapy or Immunotherapy // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 21. P. 11439.
Kim J.H., Choi S.C., Park C.Y. et al. Transplantation of Immortalized CD34+ and CD34- Adipose-Derived Stem Cells Improve Cardiac Function and Mitigate Systemic Pro-Inflammatory Responses // PLOS ONE / ed. Ivanovic Z. 2016. V. 11. № 2. P. e0147853.
Tyurin-Kuzmin P.A., Fadeeva J.I., Kanareikina M.A. et al. Activation of β-adrenergic receptors is required for elevated α1A-adrenoreceptors expression and signaling in mesenchymal stromal cells // Sci. Rep. 2016. V. 6. № 1. P. 32835.
Kulebyakin K., Tyurin-Kuzmin P., Sozaeva L. et al. Dynamic Balance between PTH1R-Dependent Signal Cascades Determines Its Pro- or Anti-Osteogenic Effects on MSC // Cells. 2022. V. 11. № 21. P. 3519.
Bernar A., Gebetsberger J.V., Bauer M. et al. Optimization of the Alizarin Red S Assay by Enhancing Mineralization of Osteoblasts // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 24. № 1. P. 723.
Wolbank S., Stadler G., Peterbauer A. et al. Telomerase Immortalized Human Amnion- and Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells: Maintenance of Differentiation and Immunomodulatory Characteristics // Tissue Eng. Part A. 2009. V. 15. № 7. P. 1843–1854.
Zhang Y., Fan M., Zhang Y. Revolutionizing bone defect healing: the power of mesenchymal stem cells as seeds // Front. Bioeng. Biotechnol. 2024. V. 12. P. 1321674.
Гребень А.И., Еремин П.С., Костромина Е.Ю. и др. Использование мезенхимальных стволовых клеток и экзосом в лечении костных дефектов // Гений Ортопедии. 2024. Т. 30. № 1. С. 124–133.
Воронцова М.В., Кулебякин К.Ю., Маказан Н.В. и др. Паратиреоидный гормон в регуляции процессов роста и резорбции кости в норме и патологии // Вестник Российской Академии Медицинских Наук. 2021. Т. 76. № 5. С. 506–517.
Kang M., Othmer H.G. The variety of cytosolic calcium responses and possible roles of PLC and PKC // Phys. Biol. 2007. V. 4. № 4. P. 325–343.
Ferretti C. Periosteum derived stem cells for regenerative medicine proposals: Boosting current knowledge // World J. Stem Cells. 2014. V. 6. № 3. P. 266.
Lin H., Chen H., Zhao X. et al. Advances in mesenchymal stem cell conditioned medium-mediated periodontal tissue regeneration // J. Transl. Med. 2021. V. 19. № 1. P. 456.
Zhu J., Xiong J., Ji W. A Systematic Review of Bone Marrow Stromal Cells and Periosteum-Derived Cells for Bone Regeneration // Tissue Eng. Part B Rev. 2023. V. 29. № 2. P. 103–122.

[1] Voloshin N., Tyurin-Kuzmin P., Karagyaur M. et al. Practical Use of Immortalized Cells in Medicine: Current Advances and Future Perspectives // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 16. P. 12716.

[2] Pan C., Kumar C., Bohl S. et al. Comparative Proteomic Phenotyping of Cell Lines and Primary Cells to Assess Preservation of Cell Type-specific Functions // Mol. Cell. Proteomics. 2009. V. 8. № 3. P. 443–450.

[3] Kulebyakin K., Tyurin-Kuzmin P., Efimenko A. et al. Decreased Insulin Sensitivity in Telomerase-Immortalized Mesenchymal Stem Cells Affects Efficacy and Outcome of Adipogenic Differentiation in vitro // Front. Cell Dev. Biol. 2021. V. 9. P. 662078.

[4] Okamoto T., Aoyama T., Nakayama T. et al. Clonal heterogeneity in differentiation potential of immortalized human mesenchymal stem cells // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2002. V. 295. № 2. P. 354–361.

[5] Tyurin-Kuzmin P.A., Chechekhin V.I., Ivanova A.M. et al. Noradrenaline Sensitivity Is Severely Impaired in Immortalized Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cell Line // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 12. P. 3712.

[6] Paprocka M., Kraskiewicz H., Bielawska-Pohl A. et al. From Primary MSC Culture of Adipose Tissue to Immortalized Cell Line Producing Cytokines for Potential Use in Regenerative Medicine Therapy or Immunotherapy // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 21. P. 11439.

[7] Kim J.H., Choi S.C., Park C.Y. et al. Transplantation of Immortalized CD34+ and CD34- Adipose-Derived Stem Cells Improve Cardiac Function and Mitigate Systemic Pro-Inflammatory Responses // PLOS ONE / ed. Ivanovic Z. 2016. V. 11. № 2. P. e0147853.

[8] Tyurin-Kuzmin P.A., Fadeeva J.I., Kanareikina M.A. et al. Activation of β-adrenergic receptors is required for elevated α1A-adrenoreceptors expression and signaling in mesenchymal stromal cells // Sci. Rep. 2016. V. 6. № 1. P. 32835.

[9] Kulebyakin K., Tyurin-Kuzmin P., Sozaeva L. et al. Dynamic Balance between PTH1R-Dependent Signal Cascades Determines Its Pro- or Anti-Osteogenic Effects on MSC // Cells. 2022. V. 11. № 21. P. 3519.

[10] Bernar A., Gebetsberger J.V., Bauer M. et al. Optimization of the Alizarin Red S Assay by Enhancing Mineralization of Osteoblasts // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 24. № 1. P. 723.

[11] Wolbank S., Stadler G., Peterbauer A. et al. Telomerase Immortalized Human Amnion- and Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells: Maintenance of Differentiation and Immunomodulatory Characteristics // Tissue Eng. Part A. 2009. V. 15. № 7. P. 1843–1854.

[12] Zhang Y., Fan M., Zhang Y. Revolutionizing bone defect healing: the power of mesenchymal stem cells as seeds // Front. Bioeng. Biotechnol. 2024. V. 12. P. 1321674.

[13] Гребень А.И., Еремин П.С., Костромина Е.Ю. и др. Использование мезенхимальных стволовых клеток и экзосом в лечении костных дефектов // Гений Ортопедии. 2024. Т. 30. № 1. С. 124–133.

[14] Воронцова М.В., Кулебякин К.Ю., Маказан Н.В. и др. Паратиреоидный гормон в регуляции процессов роста и резорбции кости в норме и патологии // Вестник Российской Академии Медицинских Наук. 2021. Т. 76. № 5. С. 506–517.

[15] Kang M., Othmer H.G. The variety of cytosolic calcium responses and possible roles of PLC and PKC // Phys. Biol. 2007. V. 4. № 4. P. 325–343.

[16] Ferretti C. Periosteum derived stem cells for regenerative medicine proposals: Boosting current knowledge // World J. Stem Cells. 2014. V. 6. № 3. P. 266.

[17] Lin H., Chen H., Zhao X. et al. Advances in mesenchymal stem cell conditioned medium-mediated periodontal tissue regeneration // J. Transl. Med. 2021. V. 19. № 1. P. 456.

[18] Zhu J., Xiong J., Ji W. A Systematic Review of Bone Marrow Stromal Cells and Periosteum-Derived Cells for Bone Regeneration // Tissue Eng. Part B Rev. 2023. V. 29. № 2. P. 103–122.