Кондиционированные миобластами среды улучшают регенерацию и реваскуляризацию ишемизированных мышц у мышей с диабетом

Введение: Сахарный диабет сопровождается снижением экспрессии гемоксигеназы-1 (HO-1) — фермента, расщепляющего гем и обладающего цитопротекторными и проангиогенными свойствами. В миобластах и мышечных клетках-сателлитах HO-1 повышает выживаемость и пролиферацию клеток, а также продукцию проангиогенных факторов роста. Индукция HO-1 в поврежденных тканях способствует неоваскуляризации — процессу, нарушенному при диабете. Целью исследования было выяснить, может ли кондиционированная среда, полученная от линии миобластов с гиперэкспрессией HO-1, улучшить восстановление кровотока в ишемизированных мышцах мышей с диабетом.

Методы: Экспрессию миогенных маркеров на уровне мРНК анализировали в первичных мышечных клетках-сателлитах, выделенных методом предварительного прикрепления из мышц диабетических мышей db/db и нормогликемических мышей дикого типа, а затем культивированных в условиях пролиферации или дифференцировки. Ишемию задней конечности моделировали у мышей db/db перевязкой бедренной артерии, а восстановление кровотока контролировали с помощью лазерной допплеровской флоуметрии. Мышам однократно вводили внутримышечно кондиционированную среду, полученную от миобластов дикого типа линии C2C12, клеток C2C12 со стабильной трансдукцией кДНК HO-1 или некондиционированную среду.

Результаты: Экспрессия HO-1 была ниже в мышечных клетках-сателлитах, выделенных из мышц диабетических мышей db/db, по сравнению с клетками мышей дикого типа; это сопровождалось повышением уровней Myf5 или CXCR4 и снижением уровней Mef2 или Pax7. При культивировании in vitro такие клетки также характеризовались сниженным потенциалом к дифференцировке, что проявлялось менее эффективным образованием миотрубок и снижением экспрессии миогенных маркеров — миогенного дифференцировочного антигена MyoD, миогенина и миозина. После развития тяжелой ишемии задней конечности восстановление кровотока у мышей db/db происходило медленнее, чем у нормогликемических животных. Для улучшения регенерации мышц после ишемии в задние конечности диабетических мышей вводили кондиционированную среду, собранную от дифференцирующихся клеток C2C12 — контрольных или сверхэкспрессирующих HO-1. Анализ кровотока показал, что среда от клеток со сверхэкспрессией HO-1 ускоряла восстановление кровотока, а иммуногистохимическая оценка плотности сосудов в инъецированной мышце подтвердила усиление ангиогенеза. Этот эффект может быть опосредован стромальным клеточным фактором 1α — проангиогенным фактором, секреция которого повышена в клетках со сверхэкспрессией HO-1.

Выводы: Паракринная стимуляция ангиогенеза в ишемизированной скелетной мышце с помощью кондиционированной среды может быть безопасным подходом, использующим защитные и проангиогенные свойства HO-1 при диабете.