Усиление перехода между типами мышечных волокон посредством изменения покрытия субстрата в культуре миобластов

Для заболеваний скелетных мышц часто характерна специфичность поражения отдельных типов волокон, что создаёт значительные клинические трудности и требует разработки инновационных методов лечения. Внеклеточный матрикс (ВКМ) играет ключевую роль в физиологии и регенерации мышц, влияя на дифференцировку клеток. Однако его конкретная роль и механизмы, определяющие спецификацию типа мышечных волокон, остаются недостаточно изученными. В этом исследовании миобласты C2C12 дифференцировали в мышечные волокна на чашках, покрытых фибронектином, коллагеном I типа и Geltrex™. Дифференцировка успешно происходила на всех субстратах ВКМ с образованием мышечных волокон. Количественная полимеразная цепная реакция (кПЦР) подтвердила характерные закономерности экспрессии миогенных маркеров, указывая на снижение и повышение их уровней к 7-м суткам. Анализ белков методом вестерн-блоттинга и иммуннофлуоресцентного окрашивания, а также транскриптомное профилирование методом секвенирования РНК последовательно показали, что коллаген I типа стимулировал развитие медленных мышечных волокон: повышалась экспрессия белков медленных волокон и активировались гены, ассоциированные с медленным типом волокон. Этот эффект, возможно, опосредован сигнальными путями с участием кальциневрина/NFAT, MEF2, MYOD, AMPK, PI3K/AKT и ERK1. Напротив, фибронектин и Geltrex™ способствовали развитию быстрых мышечных волокон, повышая уровень белков быстрого типа и экспрессию генов, ассоциированных с быстрыми волокнами, вероятно, через активацию HIF1A, FOXO1, NFKB и ERK2. Эти результаты уточняют механизмы дифференцировки типов мышечных волокон, опосредованной ВКМ, и могут способствовать разработке таргетных методов лечения для регенерации мышц. GFP, Pax7 и Myog