Удаление внеклеточных везикул из фетальной бычьей сыворотки изменяет пролиферацию и дифференцировку клеток скелетных мышц in vitro

Введение: Фетальная бычья сыворотка (FBS) содержит широкий спектр факторов роста, гормонов, витаминов, аминокислот, жирных кислот и микроэлементов, необходимых для роста клеток. Было показано, что сыворотки животных также содержат внеклеточные везикулы (EV) с важными биологическими свойствами; поэтому мы задались вопросом, могут ли EV, присутствующие в FBS, влиять на фенотип мышечных клеток. EV удаляли из сыворотки ультрацентрифугированием в течение 18 ч. Клетки C2C12, L6 и первичные миобласты человека выращивали либо в стандартной культуральной среде (CM), либо в среде, обеднённой EV. Дифференцировку индуцировали заменой культуральной среды на CM или среду без EV. Проводили количественную ОТ-ПЦР в реальном времени для определения экспрессии соответствующих генов и микроРНК, участвующих в пролиферации, дифференцировке, энергетическом обмене, а также образовании и секреции EV.

Результаты: Выращивание миобластов в среде без EV на этапе пролиферации создавало наиболее неблагоприятные условия для правильного формирования миотрубок у клеток C2C12 и миобластов человека. Удаление EV из сыворотки направляло миобласты к преждевременной дифференцировке, о чём свидетельствовали индукция миогенина и снижение экспрессии миомиРНК, участвующих в миогенезе. Клетки C2C12 и миобласты человека, постоянно выращиваемые в среде без EV на этапах пролиферации и дифференцировки, образовывали меньше миотрубок, чем клетки в CM. У них отмечались снижение уровня миогенина и выраженное повышение экспрессии миостатина — отрицательного регулятора дифференцировки мышечных клеток, влияющего на размер миотрубок. Переключение конфлюэнтных миобластов на CM на этапе дифференцировки не устраняло этих изменений. Как и клетки C2C12 и человека, клетки L6 образовывали меньше миотрубок в среде без EV. Однако, поскольку они не экспрессируют миостатин, миотрубки L6 были крупнее и характеризовались более высоким уровнем экспрессии CKTM2 по сравнению с миотрубками, выращенными в CM, что указывало на достижение ими более высокой степени дифференцировки.

Выводы: Исследователям, изучающим роль мышечных EV в условиях клеточной культуры, следует учитывать, что удаление EV из сыворотки изменяет фенотип мышечных клеток. Интересно, что межклеточное взаимодействие миобластов и миотрубок в процессе миогенеза (Forterre, 2014, PLoS One. 2014 Jan 2;9(1):e84153) также можно воспроизвести с помощью EV из FBS. Это означает, что EV способны передавать клеткам сигналы, специфичные для другого вида, и что состав части сывороточных EV эволюционно консервативен (например, миомиРНК обнаруживаются в EV из FBS). EV в биологических жидкостях могут выполнять неожиданную функцию в эмбриогенезе и регулировать такие клеточные процессы, как гипертрофия и гиперплазия.