Аннотация
Исследование посвящено выявлению изменений протеомного профиля сенесцентных мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани, определяющих модуляцию фенотипа макрофагов и вовлеченных в патогенетический каскад формирования инфламейджинга при ожирении. Материал и методы. Выполнен протеомный анализ адипогенных МСК, культивированных в условиях, моделирующих сенесцентные изменения клеток (различные условия содержания кислорода 17% O2 – 7% O2, применение индукторов сенесценса – доксорубицин 0,2 мкг/мл, H2O2 0,35 мкг/мл). Выраженность сенесцентных изменений оценивали классическим методом окрашивания на β-галактозидазу, а также по документированным маркерам сенесценса CDKN1A и CDKN2A методом ПЦР-РТ. Дифференциально экспрессированные белки были идентифицированы методом LC-MS/MS с последующим биоинформатическим анализом. Результаты. Культивирование клеток в условиях 17% О2 индуцировало повышение экспрессии CDKN1A в 2,35 раза и CDKN2A в 1,52 раза относительно 7% О2 и сопровождалось более выраженными изменениями окраски клеток на β-галактозидазу. Протеомный анализ выявил среди дифференциально экспрессированных три белка, в значительной степени определяющих фенотипическую пластичность макрофагов: S100A6 (↑2,95 log2FC, p = 3,43×10-10), A2M (↓1,06 log2FC, p = 2,17×10-6) и ITGB1 (↓1,63 log2FC, p = 5,29×10-5). Установлены три сигнальных каскада, в который вовлечены выявленные белки: 1) S100A6→RAGE→NF-κB, индуцирующий M1-поляризацию макрофагов; 2) дефицит A2M, приводящий к неконтролируемому протеолизу с генерацией матрикинов и активацией TLR; 3) дефицит ITGB1, блокирующий M2-поляризацию через нарушение STAT6/PPARγ пути. Заключение. Протеомное перепрограммирование сенесцентных МСК жировой ткани при ожирении вовлечено в каскадную модуляцию фенотипа макрофагов через SASP-опосредованные сигнальные пути, что способствует формированию и системному распространению инфламейджинга.
Ключевые слова
Авторы и аффилиации
https://elibrary.ru/woaeds
С.В. Лямина(1), С.В. Калиш(1), Е.О. Кожевникова(1), Ю.К. Слепов(1), Н.П. Лямина(2), С.Е. Новикова(3), В.Г. Згода(3)
1-ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России, Российская Федерация,
127006, Москва, ул. Долгоруковская, 4; 2-Государственный научный центр Российской Федерации
ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Минобрнауки России, Российская Федерация, 119435, Москва, Абрикосовский пер., 2; 3-Лаборатория системной биологии
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича»,
Российская Федерация, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10, стр. 8
Литература
Tchkonia T., Morbeck D.E., Von Zglinicki T., Van Deursen J., Lustgarten J., Scrable H., Khosla S. et al. Fat tissue, aging, and cellular senescence. Aging Cell. 2010; 9 (5): 667–84. DOI: 10.1111/j.1474-9726.2010.00608.x
Lyamina S., Baranovskii D., Kozhevnikova E., Ivanova T., Kalish S., Sadekov T., Klabukov I. et al. Mesenchymal Stromal Cells as a Driver of Inflammaging. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24: 6372. DOI: 10.3390/ijms24076372
Nerstedt A., Smith U. The impact of cellular senescence in human adipose tissue. J. Cell Commun. Signal. 2023; 17 (3): 563–73. DOI: 10.1007/s12079-023-00769-4
Palmer A.K., Tchkonia T., LeBrasseur N.K., Chini E.N., Xu M., Kirkland J.L. Cellular senescence in type 2 diabetes: a therapeutic opportunity. Diabetes. 2015; 64 (7): 2289–98. DOI: 10.2337/db14-1820
. Xu M., Pirtskhalava T., Farr J.N., Weigand B.M., Palmer A.K., Weivoda M.M., Inman C.L. et al. Senolytics improve physical function and increase lifespan in old age. Nat. Med. 2018; 24 (8): 1246–56. DOI: 10.1038/s41591-018-0092-9
. Lumeng C.N., Bodzin J.L., Saltiel A.R. Obesity induces a phenotypic switch in adipose tissue macrophage polarization. J. Clin. Invest. 2007;117(1):175-184. DOI: 10.1172/JCI29881
Pan D., Li G., Jiang C., Hu J., Hu X. Regulatory mechanisms of macrophage polarization in adipose tissue. Front. Immunol. 2023; 14: 1149366. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1149366
. Ruggiero A.D., Chuang C.C.K., Kavanagh K. Adipose tissue macrophage polarization in healthy and unhealthy obesity. Front. Nutr. 2021; 8: 625331. DOI: 10.3389/fnut.2021.625331
. Coppe J.P., Patil C.K., Rodier F., Sun Y., Munoz D.P., Goldstein J., Nelson P.S. et al. Senescence-associated secretory phenotypes reveal cell-nonautonomous functions of oncogenic RAS and the p53 tumor suppressor. PLoS Biol. 2008; 6 (12): e301. DOI: 10.1371/journal.pbio.0060301
. Lempesis I.G., van Meijel R.L.J., Manolopoulos K.N., Goossens G.H. Oxygenation of adipose tissue: A human perspective. Acta Physiol (Oxf). 2020; 228 (1): e13298. DOI: 10.1111/apha.13298
. Goossens H., Bizzarri G.H., Venteclef A., Essers Y., Cleutjens J.P., Konings E., Jocken J.W.E. et al. Increased adipose tissue oxygen tension in obese compared with lean men is accompanied by insulin resistance, impaired adipose tissue capillarization, and inflammation. Circulation. 2011; 124 (1): 67-76. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.111.027813
. Dinh N.T.H., Nguyen Q.T., Hang N.T., Dao H.N., Son L.D., Ngan G.T., Mao C.V. et al. Assessment of the safety of hypoxia-primed mesenchymal stem cells derived from umbilical cord and adipose tissues in animals. Sci Rep. 2025; 15 (1): 36055. DOI: 10.1038/s41598-025-20018-5
. Chen C., Tang Q., Zhang Y., Yu M., Jing W., Tian W. Physioxia: a more effective approach for culturing human adipose-derived stem cells for cell transplantation. Stem Cell Res Ther. 2018; 9 (1): 148. DOI: 10.1186/s13287-018-0891-4
. Zhang H., Zhou H., Shen X., Lin X., Zhang Y., Sun Y., Zhou Y. et al. The role of cellular senescence in metabolic diseases and the potential for senotherapeutic interventions. Front. Cell Dev. Biol. 2023; 11: 1276707. DOI: 10.3389/fcell.2023.1276707
. Özcan S., Alessio N., Acar M.B., Mert E., Omerli F., Peluso G., Galderisi U. Unbiased analysis of senescence associated secretory phenotype (SASP) to identify common components following different genotoxic stresses. Aging. 2016; 8 (7): 1316–27. DOI: 10.18632/aging.100971
. Alessio N., Aprile D., Squillaro T., Di Bernardo G., Finicelli M., Melone M.A., Peluso G. et al. The senescence-associated secretory phenotype (SASP) from mesenchymal stromal cells impairs growth of immortalized prostate cells but has no effect on metastatic prostatic cancer cells.Aging. 2019; 11 (15): 5817–28. DOI: 10.18632/aging.102172
. Palmer A.K., Xu M., Zhu Y., Pirtskhalava T., Weivoda M.M., Hachfeld C.M., Prata L.G. et al. Targeting senescent cells alleviates obesity-induced metabolic dysfunction. Aging Cell. 2019; 18 (3): e12950. DOI: 10.1111/acel.12950
. Hickson L.J., Langhi Prata L.G., Bobart S.A., Evans T.K., Giorgadze N., Hashmi S.K., Herrmann S.M. et al. Senolytics decrease senescent cells in humans: preliminary report from a clinical trial of dasatinib plus quercetin in individuals with diabetic kidney disease. EBioMedicine. 2019; 47: 446–56. DOI: 10.1016/j.ebiom.2019.08.069