Выяснение роли мезенхимных стромальных клеток в регуляции направленной дифференцировки и перепрограммирования стволовых клеток тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.08, кандидат наук Новоселецкая Екатерина Сергеевна

• Новоселецкая Екатерина Сергеевна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Новоселецкая Екатерина Сергеевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Стволовые клетки и ниша стволовой клетки

1.1.1. Классификация стволовых клеток

1.1.2. Активация стволовых клеток

1.1.3. Перепрограммирование стволовых клеток

1.1.4. Ниша стволовой клетки

1.1.5. Дифференцировка МСК как постнатальных стволовых клеток

1.1.6. Участие МСК в регенерации тканей и дифференцировке постнатальных стволовых клеток

1.2. ВКМ как компонент ниши стволовой клетки

1.2.1. Основные компоненты внеклеточного матрикса

1.2.2. Компоненты ВКМ как сигнальные молекулы

1.2.3. Влияние ВКМ на дифференцировку стволовых клеток

1.3. Внутриклеточный сигналинг от ВКМ

1.3.1. Молекулы, участвующие в распознавании компонентов ВКМ

1.3.2. Консенсусный адгесом

1.3.3. Механочувствительность стволовых клеток

1.4. Моделирование микроокружения клеток с помощью ВКМ и его компонентов

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Культивируемые клетки

2.2. Получение децеллюлизированного ВКМ (дВКМ)

2.3. Характеристика структуры и состава дВКМ

2.4. Оценка цитотоксичности дВКМ in vitro

2.5. Изучение влияния дВКМ на свойства МСК человека

2.6. Исследование активации участников внутриклеточных сигнальных путей МСК при культивировании на дВКМ

2.7. Экспериментальные животные и модель монокортикального диафизарного дефекта бедренной кости крысы

2.8. Анализ клеточного состава с помощью морфометрии и иммуногистохимического анализа клеточного состава костной ткани

2.9. Статистический анализ

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Получение и характеристика дВКМ, продуцируемого МСК жировой ткани человека

3.2. Децеллюлялизированный ВКМ обеспечивает адгезию и пролиферацию МСК

3.3. дВКМ модулирует дифференцировку THP-1 в макрофаги

3.4. Децеллюлялизированный ВКМ стимулирует пролиферацию прогениторных клеток

3.5. дВКМ стимулирует индуцированную дифференцировку мультипотентных стволовых МСК

3.4. Адгезия к дВКМ модулирует активность специфичных внутриклеточных сигнальных путей в первично выделенных МСК

3.5. дВКМ поддерживает дифференцировку МСК через Src-PI3K-AKT-зависимый внутриклеточный сигнальный путь

3.6. Взаимодействие МСК с дВКМ через интегрины вносит существенный вклад в регуляцию дифференцировки клеток

3.7. Подтверждение регенераторных эффектов дВКМ, продуцируемого МСК, в экспериментах in vivo

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Глава 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Akt протеинкиназа B

Akti ингибитор Akt

DBN добутамин

ERK киназа, регулируемая внеклеточными сигналами

FAK киназа фокальной адгезии

hTERT-МСК иммортализованные мезенхимные стволовые клетки

MEK селективный ингибитор MAPK-киназ

pERK фосфорилированная ERK

pFAK фосфорилированная FAK

PP2 ингибитор Src-киназ

PPARy рецептор, активируемыq пероксисомными пролифераторами

pYAP фосфорилированная Yap

RGD аргинилглициласпарагиновая кислота

RPLP0 кислый рибосомный белок 60S P0

Runx2 фактор транскрипции 2, содержащий домен Runt

Src не связанная с клеточным рецептором тирозинкиназа

TAZ коактиватор транскрипции с PDZ-связывающим мотивом

THP-1 клеточная линия промоноцитов человека

Yap Yes-ассоциированный белок

ВКМ внеклеточный матрикс

ВВ внеклеточные везикулы

ГСК гемопоэтические стволовые клетки

дВКМ децеллюлялизированный ВКМ

ИАК интегриновый адгезионный комплекс

иПСК индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

ММП матриксные металлопротеиназы

МСК мезенхимные стромальные клетки

ЭСК эмбриональные стволовые клетки

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Выяснение роли мезенхимных стромальных клеток в регуляции направленной дифференцировки и перепрограммирования стволовых клеток»

1. Актуальность

Залогом полноценного обновления органов и тканей и их восстановления после повреждения является сохранение и поддержание пула постнатальных стволовых клеток [1]. С возрастом количество стволовых клеток и их функциональная активность уменьшаются, что многими исследователями рассматривается как одна из основных причин старения (подробнее рассмотрено в обзорах [2], [3]), а также развития целого ряда заболеваний [4], [5], [6]. Поддержание постоянства и функций стволовых клеток в норме обеспечивается за счет их особого микроокружения, или ниши стволовой клетки [7]. Важнейшими компонентами ниши являются внеклеточный матрикс (ВКМ) определенного состава, нейроэндокринные сигналы и низкомолекулярные факторы, а также поддерживающие клетки, которые формируют специфическое клеточное микроокружение для стволовых клеток и секретируют различные регуляторные факторы (подробнее обсуждено в [8]). Для большинства ниш стволовых клеток характерно активное участие мезенхимных стромальных клеток (МСК) в качестве поддерживающего компонента [9], [10]. Результаты многих исследований показали, что МСК регулируют поведение других типов клеток с помощью секреции паракринных факторов (подробно рассмотрено в обзорах [11], [9]). Однако, роль различных компонентов, секретирумых этими клетками, в регуляции стволовых и прогениторных клеток в нише остается мало изученной.

При этом в настоящее время все большее внимание обращают на регуляторные функции ВКМ. ВКМ, являясь важнейшей частью микроокружения клетки, регулирует ее жизнеспособность и такие ключевые функции как миграция, пролиферация и дифференцировка [12], [13], [14]. Показано, что ВКМ играет важную роль в патогенезе различных заболеваний (подробнее обсуждено в [15]), в процессе старения [16], а также при нарушении функционирования стволовых клеток. Известно, что ВКМ

5

является лимитирующим фактором в обновлении и поддержании фенотипа стволовых клеток [17], [18].

Следует отметить, что исследований, направленных на изучение влияния ВКМ, продуцируемого МСК, на процесс дифференцировки стволовых и прогениторных клеток на сегодняшний день известно немного, а механизмы регуляции таких воздействий мало изучены. В литературе описано несколько возможных путей передачи сигналов от ВКМ, которые могут оказывать воздействие на процессы дифференцировки стволовых и прогениторных клеток. Во-первых, молекулярный состав матрикса за счет связывания с определенными интегринами способен запускать внутриклеточную сигнализацию, опосредующую изменение экспрессии различных генов, вовлеченных в регуляцию дифференцировки клеток (подробнее рассмотрено в [19], [20]). В ряде исследований было показано, что определенный набор интегринов определяет поддержание стволовости и самообновление стволовых клеток [17], [21]. Во-вторых, биомеханические свойства ВКМ оказывают влияние на цитоскелет стволовой клетки и передачу этих сигналов в ядро, что, в свою очередь, определяет активацию разных транскрипционных факторов. Последние работы по влиянию биомеханики микроокружения стволовой клетки демонстрируют, что жесткость ВКМ, в также ограничение стволовой клетки в пространстве могут определять направление дифференцировки (подробно рассмотрено в [7]). В-третьих, ВКМ как депо содержит значительное количество «заякоренных» растворимых факторов, в том числе ростовых, а также других дополнительных биологически активных компонентов. При взаимодействии с ВКМ клетка начинает секретировать специфические ферменты -матриксные металлопротеиназы (ММП), которые расщепляют ВКМ и высвобождают депонированные растворимые факторы (подробнее обсуждено в [22]), которые, в свою очередь, могут запускать дифференцировку [23].

2. Степень разработанности темы

Было показано, что наиболее представленными в секретоме МСК человека являются стромальные белки и факторы, участвующие в ремоделировании ВКМ [24]. Распространенной in vitro моделью для накопления ВКМ является культивирование клеток в высокой плотности до формирования клеточного пласта, после чего клетки -"продуценты" удаляют с помощью децеллюляризации детергентами или с помощью других подходов [25], [26]. Стоит обратить внимание, что стимуляция дифференцировки клеток в присутствии отдельных компонентов ВКМ, которые часто используют для покрытия культурального пластика, например, фибронектина или коллагена I типа, в сравнении с эффектами, наблюдаемыми при культивировании на децеллюляризированном ВКМ, полученным от МСК, была значительно менее выражена [27]. Таким образом, существуют очевидные предпосылки, что ВКМ, продуцируемый МСК, оказывает специфическое функциональное воздействие на постнатальные стволовые и прогениторные клетки, регулируя их дифференцировку. Изучению особенностей этого влияния и раскрытию его механизмов посвящена диссертационная работа.

3. Цели и задачи

Целью данной работы является выяснение механизмов регуляции дифференцировки стволовых клеток внеклеточным матриксом, продуцируемым мезенхимными стромальными клетками человека. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработать технологию получения внеклеточного матрикса, продуцируемого МСК человека, с сохранением его функциональной структуры и ключевых компонентов с помощью децеллюляризации клеточных пластов из МСК (дВКМ).

2. Оценить влияние дВКМ на поведение мультипотентных мезенхимных стволовых клеток, выделенных из жировой ткани человека, in vitro.

3. Проанализировать активность ключевых участников различных внутриклеточных сигнальных путей в МСК при культивировании на дВКМ.

4. Провести ингибиторный анализ для выяснения механизмов, опосредующих влияние ВКМ, продуцируемого МСК человека, на дифференцировку стволовых клеток.

5. Исследовать регенераторные свойства дВКМ от МСК на модели монокортикального диафизарного дефекта бедренной кости крысы.

4. Научная новизна

Впервые предложен подход, основанный на применении децеллюляризированного ВКМ, полученного из клеточных пластов МСК человека, для модуляции ответа стволовых и прогениторных клеток на дифференцировочные стимулы. Разработан и оптимизирован протокол получения дВКМ из клеточных пластов МСК человека. Впервые выявлена способность дВКМ от МСК стимулировать пролиферацию и дифференцировку стволовых клеток на ранних сроках индукции дифференцировки. Показано, что эти эффекты происходят за счет обогащения пула прогениторных клеток и их перепрограммирования в активное состояние готовности к индуцирующим сигналам (компетентность). Определены особенности изменения активности ключевых участников различных внутриклеточных сигнальных путей в МСК человека при культивировании на дВКМ. Впервые установлена способность дВКМ, полученного из клеточных пластов МСК, ускорять регенерацию костной ткани после повреждения у крыс. Новизна и практическая значимость диссертационного исследования также подтверждается полученным патентом (Патент РФ # 2718907 от 15 апреля 2020 г.).

5. Теоретическая и практическая значимость

Исследование позволяет установить значимость регенераторного потенциала ВКМ, продуцируемого МСК, и механизмы его реализации при

восстановлении специфического микроокружения стволовых клеток и регенерации тканей на примере костной ткани.

На основании полученных результатов предложены оригинальные подходы к получению ВКМ из клеточных пластов МСК человека. Данные, полученные в результате исследования участия ВКМ от МСК в регуляции дифференцировки стволовых клеток, могут быть использованы для моделирования микроокружения различных ниш тканеспецифичных стволовых клеток in vitro и разработки новых терапевтических подходов в регенеративной медицине, в частности, для функционализации остеопластических материалов с целью стимуляции заживления костных дефектов.

6. Методология исследования

В исследовании были использованы современные биоинженерные, биохимические, гистологические и молекулярно-биологические методы, а также методы работы с культурами клеток млекопитающих. Все использованные методики были применены в соответствии с общепринятыми мировыми стандартами и с надлежащими контролями. Методы выделения дВКМ, продуцируемого МСК человека, и подходы к пробоподготовке дВКМ для оценки его характеристик были разработаны и апробированы коллективом лаборатории.

7. Положения, выносимые на защиту

1. МСК поддерживают стабильность фенотипа и дифференцировочный потенциал мультипотентных стволовых и прогениторных клеток путем продукции ВКМ с определенными составом и свойствами.

2. ВКМ, продуцируемый МСК, регулирует поведение стволовых клеток с помощью активации фосфорилирования участников основных внутриклеточных сигнальных путей, включая FAK- и ERK-киназных сигнальные пути, модуляцию YAP-сигнального пути, а также перераспределения активного бета-катенина из ядра в цитоплазму клеток, в модельной системе in vitro.

9

3. В наблюдаемые эффекты дВКМ значительный вклад вносит взаимодействие клеток с белками внеклеточного матрикса через RGD-связывающие интегрины, в том числе содержащие a5-субъединицу.

4. На основе дВКМ, продуцируемого МСК, может быть создан новый класс медицинских изделий с биомиметическими регенераторными свойствами, в частности, для коррекции дефектов костной ткани.

8. Степень достоверности полученных результатов

Статистическая обработка результатов измерений проводилась с использованием программы GraphPad Prizm 8.0. Результаты исследования доложены на российских и зарубежных конференциях и опубликованы в рецензируемых журналах.

9. Личный вклад автора

Автору диссертационного исследования принадлежит ключевая роль в постановке целей и формулировке задач, планировании и проведении экспериментов, статистической обработке данных, подготовке публикаций и патента по теме исследования.

10. Публикации

По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе, 6 статей, индексируемых Scopus и Web of Science. По результатам исследования опубликован 1 патент Российской Федерации.

11. Апробация результатов

Основные результаты работы были представлены на VII Троицкой

конференции с международным участием "Медицинская физика" (ТКМФ-7),

Троицк, 2020 г., VII молодежной школе-конференции по молекулярной и

клеточной биологии Института цитологии РАН, Санкт-Петербург, 2020 г., IV

Национальном конгрессе по регенеративной медицине, Москва, 2019 г.,

конгрессе Европейского общества генной и клеточной терапии «The 27th

ESGCT Annual Congress 2019», Барселона, Испания, 2019 г., всероссийской

конференции с международным участием "Актуальные проблемы клеточной

биологии и клеточных технологий", Санкт-Петербург, 2019 г., всероссийской

10

конференции с международным участием "Russian International Conference on Cryo-Electron Microscopy 2019(RICCEM-2019)", Москва, 2019 г., международной школе-конференции «7th FEBS Advanced lecture course "Matrix Pathobiology, Signaling and Molecular Targets"», Портохелион, Греция, 2019 г. (на английском языке), 23-й Международной Пущинской школе-конференции молодых учёных «Биология - наука XXI века», Пущино, 2019 г., XXVI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2019", Москва, 2019 г., конференции «StemCellBio-2018: Фундаментальная наука как основа трансляционной медицины», Санкт-Петербург, 2018 г., Международном Форуме «Биотехнология: состояние и перспективы развития. Науки о жизни», Москва, 2018 г., Конференции «The second international conference «Cell technologies at the edge: from research to practice» (CTERP) «Translational research in cell therapy», Москва, 2018 г. (на английском языке), конгрессе Европейского общества генной и клеточной терапии «The 26th ESGCT Annual Congress 2019», Лозанна, Швейцария, 2018 г., XXV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2018", Москва, 2018 г.

12. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения, заключения, выводов, благодарностей, списка литературы. Работа изложена на 145 страницах, содержит 1 таблицу, 28 рисунков. Список литературы включает 352 источника, из них 5 отечественных и 347 зарубежных.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Стволовые клетки и ниша стволовой клетки

1.1.1. Классификация стволовых клеток

Термин «стволовая клетка» (в оригинале «нем. Stammzelle») впервые был предложен А.А. Максимовым 1 июня 1909 года на чрезвычайном заседании Берлинского гематологического Общества. С этого момента начинается история изучения этих клеток, в давшее начало новым направлениям в биологии и медицине.

В настоящий момент стволовой клеткой принято считать недифференцированную клетку, которая может быть дифференцирована в клетку с определенной функцией [28], [29]. Стволовые клетки отличаются от других типов клеток важными характеристиками. Во-первых, это недифференцированные клетки, способные к самообновлению путем деления клеток. Это самообновление может произойти после длительного периода покоя [30]. Во-вторых, в определенных физиологических или смоделированных условиях они могут быть индуцированы, чтобы стать специализированными клетками, образующими различные ткани и органы [31]. Кроме того, в 2006 году было сделано важное открытие, когда исследователи установили ряд транскрипционных факторов, которые позволили генетически "репрограммировать" специализированные клетки и превратить их в состояние, подобное стволовым клеткам. Этот новый тип стволовых клеток назвали индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (иПСК) [32].

Классификация стволовых клеток может быть построена на одном из нескольких принципов, но не ограничиваясь ими [29], [33]:

1. Классификация на основании потенциала стволовых клеток к дифференцировке в различные типы клеток [28]: - тотипотентные стволовые клетки - способные дифференцироваться во все возможные типы клеток (формировать

эмбриональные клетки и клетки внезародышевых оболочек).

12

Примерами являются зигота, образовавшаяся при оплодотворении яйцеклетки, и первые несколько клеток, которые образуются в результате деления зиготы.

- плюрипотентные стволовые клетки - способные дифференцироваться почти во все типы клеток. Примеры включают эмбриональные стволовые клетки и клетки, полученные из зародышевых слоев мезодермы, эндодермы и эктодермы, которые формируются на начальных стадиях дифференцировки эмбриональных стволовых клеток.

- мулътипотентные стволовые клетки - способные дифференцироваться в близкородственные семейство клеток (дифферон), обычно в пределах одного зародышевого листка. Примеры включают гемопоэтические стволовые клетки и многие другие типы тканеспецифических постнатальных стволовых клеток.

2. Классификация стволовых клеток на основании источника, откуда они были выделены:

- эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) - самовоспроизводящиеся плюрипотентные клетки, которые потенциально бессмертны. Они получены из эмбрионов на стадии развития до того, как стадии имплантации в матке. Эмбрионы, из которых получают эмбриональные стволовые клетки человека, обычно имеют возраст четыре или пять дней и представляют собой полый микроскопический шар клеток, называемый бластоцистой.

- неэмбрионалъные (постнаталъные) стволовые клетки -

недифференцированные мультипотентные клетки, обнаруженные по

всему организму после эмбрионального развития, которые

размножаются путем деления клеток для пополнения пула

апоптотирующих клеток и регенерации тканей. Основная роль

постнатальных стволовых клеток в живом организме заключается в

поддержании и восстановлении тканей, в которых они находятся.

13

Происхождение постнатальных стволовых клеток в некоторых тканях все еще находится в стадии исследований.

- индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) -стволовые клетки, полученные путем технологии перепрограммирования с помощью манипуляций экспрессии определенных генов, которые кодируют факторы (oct4, soxy2, klf4 и mус), вызывающие перепрограммирование соматических клеток обратно в плюрипотентное состояние [32], [34].

3. Классификация стволовых клеток на основании материала донора, откуда они были выделены, и в целях какой терапии будут использованы:

- аутологичные стволовые клетки - выделенные из материала донора и пересаженные этому же донору.

- аллогенные стволовые клетки - выделенные из материала донора и пересаженные другому реципиенту.

- ксеногенные стволовые клетки - выделенные из материала донора, имеющего другую видовую принадлежность в отличие от реципиента, и пересаженные реципиенту.

Далее рассмотрим подробнее три типа стволовых клеток: ЭСК, иПСК и постнатальные стволовые клетки (на примере, мезенхимных стволовых/стромальных клеток).

ЭСК демонстрируют отличный регенеративный потенциал, чем

вызывают большой ажиотаж в связи c перспективой их использования для

лечения различных патологических состояний, а также для инженерии

биологических тканей. Растущее количество работ является свидетельством

успешной дифференцировки ЭСК посредством различных

экспериментальных стратегий как in vitro, так и in vivo. Несмотря на это,

существует ряд проблем, связанных с использованием ЭСК в клинической

практике: этические проблемы, способность ЭСК образовывать тератомы

(опухоли, образующиеся в период внутриутробного развития тканей и

14

органов), трудоемкие условия культивирования, и плохо изученные иммуногенные свойства [35], [33].

Использование иПСК не ставит под угрозу целостность генома клеток и позволяет подготовить неограниченное количество пациент -специфических клеток для восстановления тканей. Применение аутологичных иПСК устраняет необходимость подавления иммунитета после трансплантации, но не избавляет от проблем, связанных со сложностью культивирования и риском образования тератомы [36].

С середины 1960-х годов советский ученый Александр Фриденштейн продемонстрировал, что костный мозг мыши и другие кроветворные органы содержат клоногенные клетки-предшественники, которые могут давать начало в культуре фибробластам, а также другим мезодермальным клеткам [37], [38], [39], [40]. Он заметил, что эти клетки не принадлежат к линии кроветворных клеток и обладают способностью давать начало клеткам, образующим кости и хрящи.

Исследования Фриденштейна были продолжены Оуэном и Фриденштейном [41] и Пирсмой и др. [42]. Эти и дальнейшие исследования [40], [43] установили, что такие клетки, выделенные с помощью пластической адгезии, могут образовывать остеобласты, хондроциты, адипоциты и миобласты. Таким образом, было показано, что мультипотентные предшественники, культивируемые из общего костного мозга мыши, проявляют пластичность развития, что приводит к возникновению разнообразных линий мезодермальных клеток. Впоследствии эти клетки были названы "мезенхимальными стволовыми клетками" Арнольдом Капланом, который провел параллель со стволовыми клетками у истоков мезодермальных тканей эмбриона, а также был первым, кто выделил эти клетки из тканей человека [44], [45].

Международное общество клеточной и генной терапии (КСТ), в

частности, комитет, задачи которого посвящены исследованиям функций

15

мезенхимных стромальных клеток (ISCT MSC), в 2005 году опубликовал позиционный документ [46], в котором разъясняется, что термин «мезенхимная стволовая клетка» не является равнозначным или взаимозаменяемым для термина «мезенхимная стромальная клетка» (МСК). Первое относится исключительно к популяции постнатальных стволовых клеток с доказанной функциональностью клеток-предшественников по самообновлению и дифференцировке [47], [48], в то время как второе относится к гетерогенной популяции клеток, которая включает субпопуляцию клеток-предшественников, способных к самообновлению и дифференцировке, а также и преимущественно клетки с заметной секреторной [49], [50] активностью и способностью к хоумингу в область повреждения [51]. Комитет ISCT MSC также опубликовал минимальные критерии для определения МСК как клетки, адгезирующие к пластику, экспрессирующие поверхностные маркеры - CD73, CD90 и CD105, лишенные экспрессии гемопоэтических и эндотелиальных маркеров - CD11b, CD14, CD19, CD34, CD45, CD79a и HLA-DR, и способные к дифференцировке in vitro в линии адипоцитов, хондроцитов и остеобластов [52]. Эти характеристики в значительной степени остаются минимальными маркерами для определения выделенных МСК in vitro [53].

1.1.2. Активация стволовых клеток

Тканеспецифичные стволовые клетки, также известные как постнатальные стволовые клетки, находятся в соматических тканях взрослого организма, где они способствуют гомеостазу и восстановлению тканей после повреждения [54]. В отличие от типичных соматических клеток, постнатальные стволовые клетки не способствуют нормальной функции тканей, а скорее служат резервуаром клеток, которые могут дать начало нескольким высокоспециализированным типам клеток. В процессе старения или развития болезней количество и/или активность постнатальных стволовых клеток снижается, препятствуя замещению сенесцентных или

мутировавших клеток и, следовательно, способствуя снижению функциональности тканей [55], [56], [57]. Утрата функции стволовых клеток может быть обусловлена как внутренними механизмами, так и изменениями внешних сигналов из окружающей среды.

Постнатальные стволовые клетки в различных тканях используют разные стратегии для обеспечения сохранения в течение всей жизни организма [58]. Одна из таких стратегий заключается в удержании стволовых клеток в непролиферативном состоянии, называемом покоищимся, которое, предположительно, защищает ДНК клеток от мутаций, приобретенных в ходе последовательных стадий клеточного деления [59]. Действительно, постнатальные стволовые клетки, которые находятся в состоянии покоя, можно обнаружить во многих тканях, но доля покоящихся постнатальных стволовых клеток, по-видимому, наиболее характерна для тканей с низким уровнем обновления, такими как скелетные мышцы или мозг, по сравнению с быстро обновляющимися тканями, например, кожей или кишечником [60]. Состояние покоя необходимо в долгосрочной перспективе для поддержания функций постнатальных стволовых клеток и тканей. Чрезмерное количество покоящихся постнатальных стволовых клеток может привести к образованию слишком малого количества пролиферирующих клеток, которое не сможет обеспечить гомеостатические потребности тканей [61]. Напротив, недостаточное количество покоящихся постнатальных стволовых клеток может привести к образованию опухолей или, в случае активации стволовых клеток не связанной с самообновлением, к истощению пула стволовых клеток.

Хотя состояние покоя долгое время считалось неактивным состоянием, недавние исследования показали, что оно активно регулируется и модулируется как внутренними, так и внешними сигналами клетки. Общая характеристика всех неподвижных взрослых стволовых клеток заключается в том, что они существуют в обратимом состоянии клеточного цикла G0. Это

отличает их от дифференцированных и сенесцентных клеток, которые существуют в необратимом состоянии клеточного цикла G0.

Покоящиеся клетки также проявляют ряд отличительных особенностей и определенную степень пластичности. Например, состояние покоя клетки характеризуется отсутствием экспрессии генов, связанных с клеточным циклом, и глобальным снижением продукции мРНК и синтеза белка, как это наблюдается у растений, дрожжей или даже некоторых пролиферативных клеток млекопитающих, таких как фибробласты, которые становятся неподвижными в ответ на депривация от сыворотки. Однако состояние покоя постнатальных стволовых клеток является не просто неактивной фазой, а активно регулируемым состоянием [61]. Покоящиеся постнатальные стволовые клетки в различных тканях также имеют много общих характеристик, помимо отсутствия маркеров клеточного цикла, таких как тесная взаимосвязь с их нишами, приобретение метаболических и транскрипционных маркеров, отличающихся от остальной ткани [62]. Однако, несмотря на общие общие черты покоящихся постнатальных стволовых клеток, их метаболические и транскрипционные характеристики в разных тканях различаются, и общего транскрипционного профиля покоящихся постнатальных стволовых клеток - или универсального маркера - не существует на молекулярном уровне [63].

Таким образом, можно выделить следующие этапы существования постнатальной стволовой клетки: вхождение в состояние покоя, поддержание состояние покоя и выход из состояния покоя в результате активации. Сочетание внутренних и внешних механизмов контролирует состояние покоя, включая регуляторы клеточного цикла и транскрипции, метаболические сигналы, контакт с ВКМ, а также локальные и системные сигналы [64]. Эти сигналы часто оказывают очень различное воздействие на разные типы постнатальных стволовых клеток, что отражает отличающиеся регуляторные потребности тканей, в которые они находятся [54].

Выход из состояния покоя характеризуется постепенным накоплением или истощением ключевых регуляторов. Например, уровни CDK6 постепенно повышаются во время выхода гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) из состояния покоя [65]. Напротив, уровень микроРНК miR-489, которая высоко представлена в мышечных стволовых клетках, неуклонно снижается при активации [66]. Одна из его прямых мишеней, Dek, экспрессируется в большинстве пролиферирующих клеток и регулирует мРНК, облегчая сплайсинг сохраненных интроном транскриптов, которые накапливаются в покоящихся мышечных стволовых клетках [66], [67]. Интересно, что феномен удержания интронов, по-видимому, сохраняется и может быть обнаружен в различных типах покоящихся постнатальных стволовых клетках [67]. Таким образом, готовность клетки к повторному вступлению в клеточный цикл зависит от баланса внутренних факторов, регулирующих состояния активации и покоя, в любой данный момент времени.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Новоселецкая Екатерина Сергеевна, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Clevers H., Loh K.M., Nusse R. An integral program for tissue renewal and regeneration: Wnt signaling and stem cell control // Science. 2014.

2. Rojas-Ríos P., González-Reyes A. Concise review: The plasticity of stem cell niches: A general property behind tissue homeostasis and repair // Stem Cells. 2014.

3. Van Deursen J.M. The role of senescent cells in ageing // Nature. 2014.

4. Adams P.D., Jasper H., Rudolph K.L. Aging-Induced Stem Cell Mutations as Drivers for Disease and Cancer // Cell Stem Cell. 2015.

5. Efimenko A. и др. Adipose-Derived Mesenchymal Stromal Cells From Aged Patients With Coronary Artery Disease Keep Mesenchymal Stromal Cell Properties but Exhibit Characteristics of Aging and Have Impaired Angiogenic Potential // Stem Cells Transl. Med. 2014.

6. Fu D.J. и др. Stem Cell Pathology // Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease. 2018.

7. Donnelly H., Salmeron-Sanchez M., Dalby M.J. Designing stem cell niches for differentiation and self-renewal // Journal of the Royal Society Interface. 2018. Т. 15, № 145.

8. Нимирицкий П.П. и др. Ниша стволовой клетки // Цитология. СПб.: СПб., 2018. Т. 60, № 8. С. 575-586.

9. Sagaradze G.D. и др. Mesenchymal Stromal Cells as Critical Contributors to Tissue Regeneration // Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2020.

10. Kfoury Y., Scadden D.T. Mesenchymal cell contributions to the stem cell niche // Cell Stem Cell. 2015.

11. Kusuma G.D. и др. Effect of the Microenvironment on Mesenchymal Stem Cell Paracrine Signaling: Opportunities to Engineer the Therapeutic Effect //

Stem Cells and Development. 2017.

12. Ahmed M., ffrench-Constant C. Extracellular Matrix Regulation of Stem Cell Behavior // Current Stem Cell Reports. 2016.

13. Mamidi A. h gp. Mechanosignalling via integrins directs fate decisions of pancreatic progenitors // Nature. 2018.

14. Nowell C.S., Radtke F. Corneal epithelial stem cells and their niche at a glance // J. Cell Sci. 2017.

15. Iozzo R. V., Gubbiotti M.A. Extracellular matrix: The driving force of mammalian diseases // Matrix Biology. 2018.

16. Mavrogonatou E. h gp. Extracellular matrix alterations in senescent cells and their significance in tissue homeostasis // Matrix Biology. 2019.

17. Hunt G.C., Singh P., Schwarzbauer J.E. Endogenous production of fibronectin is required for self-renewal of cultured mouse embryonic stem cells // Exp. Cell Res. 2012.

18. Chermnykh E., Kalabusheva E., Vorotelyak E. Extracellular matrix as a regulator of epidermal stem cell fate // International Journal of Molecular Sciences. 2018.

19. Legate K.R., Wickstrom S.A., Fassler R. Genetic and cell biological analysis of integrin outside-in signaling // Genes and Development. 2009.

20. Hastings J.F. h gp. The extracellular matrix as a key regulator of intracellular signalling networks // British Journal of Pharmacology. 2019.

21. Lee S.T. h gp. Long-term maintenance of mouse embryonic stem cell pluripotency by manipulating integrin signaling within 3D scaffolds without active Stat3 // Biomaterials. 2012.

22. Karamanos N.K. h gp. Matrix modeling and remodeling: A biological interplay regulating tissue homeostasis and diseases // Matrix Biology. 2019.

23. Andrzej ewska A., Lukomska B., Janowski M. Concise Review: Mesenchymal Stem Cells: From Roots to Boost // Stem Cells. 2019.

24. Kalinina N. h gp. Characterization of secretomes provides evidence for adipose-derived mesenchymal stromal cells subtypes // Stem Cell Res. Ther. 2015.

25. Hoshiba T. Cultured cell-derived decellularized matrices: a review towards the next decade // J. Mater. Chem. B. Royal Society of Chemistry, 2017. T. 5, № 23. C. 4322-4331.

26. Shakouri-Motlagh A. h gp. Native and solubilized decellularized extracellular matrix: A critical assessment of their potential for improving the expansion of mesenchymal stem cells // Acta Biomaterialia. 2017. T. 55. C. 1-12.

27. Chen X.D. h gp. Extracellular matrix made by bone marrow cells facilitates expansion of marrow-derived mesenchymal progenitor cells and prevents their differentiation into osteoblasts // J. Bone Miner. Res. 2007.

28. Aghlmandi A. h gp. Microfluidics as efficient technology for the isolation and characterization of stem cells // EXCLI Journal. 2021.

29. Abofila M. Stem Cells : Insights into Niche , Classification , Identification , Characterization , Mechanisms of Regeneration by Using Stem Cells , and Applications in Joint Disease Remedy. 2021. № January.

30. Sobhani A. h gp. Multipotent stem cell and current application // Acta Medica Iranica. 2017.

31. Kimmelman J. h gp. New ISSCR guidelines: Clinical translation of stem cell research // The Lancet. 2016.

32. Takahashi K., Yamanaka S. Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors // Cell. 2006.

33. Rajabzadeh N., Fathi E., Farahzadi R. Stem cell-based regenerative medicine // Stem Cell Investig. 2019.

34. González F., Boué S., Belmonte J.C.I. Methods for making induced pluripotent stem cells: Reprogramming à la carte // Nature Reviews Genetics. 2011.

35. Zakrzewski W. h gp. Stem cells: Past, present, and future // Stem Cell Research and Therapy. 2019.

36. Yamanaka S. Pluripotent Stem Cell-Based Cell Therapy—Promise and Challenges // Cell Stem Cell. Elsevier Inc., 2020. T. 27, № 4. C. 523-531.

37. Friedenstein A.J., Piatetzky-Shapiro I.I., Petrakova K. V. Osteogenesis in transplants of bone marrow cells. // J. Embryol. Exp. Morphol. 1966.

38. Friedenstein A.J., Chailakhjan R.K., Lalykina K.S. THE DEVELOPMENT OF FIBROBLAST COLONIES IN MONOLAYER CULTURES OF GUINEA-PIG BONE MARROW AND SPLEEN CELLS // Cell Prolif. 1970.

39. Friedenstein A.J. h gp. Stromal cells responsible for transferring the microenvironment of the hemopoietic tissues: Cloning in vitro and retransplantation in vivo // Transplantation. 1974.

40. Friedenstein A.J., Chailakhyan R.K., Gerasimov U. V. Bone marrow osteogenic stem cells: in vitro cultivation and transplantation in diffusion chambers // Cell Prolif. 1987.

41. Owen M., Friedenstein A.J. Stromal stem cells: marrow-derived osteogenic precursors. // Ciba Foundation symposium. 1988.

42. Piersma A.H. h gp. Migration of Fibroblastoid Stromal Cells In Murine Blood // Cell Prolif. 1985.

43. Wakitani S. h gp. Human autologous culture expanded bone marrow-

mesenchymal cell transplantation for repair of cartilage defects in osteoarthritic knees // Osteoarthr. Cartil. 2002.

44. Caplan A.I. Mesenchymal stem cells // J. Orthop. Res. 1991.

45. Gomez-Salazar M. h gp. Five Decades Later, Are Mesenchymal Stem Cells Still Relevant? // Front. Bioeng. Biotechnol. 2020.

46. Horwitz E.M. h gp. Clarification of the nomenclature for MSC: The International Society for Cellular Therapy position statement // Cytotherapy. 2005.

47. Sacchetti B. h gp. Self-Renewing Osteoprogenitors in Bone Marrow Sinusoids Can Organize a Hematopoietic Microenvironment // Cell. 2007.

48. Chan C.K.F. h gp. Identification of the Human Skeletal Stem Cell // Cell. 2018.

49. Dennis J.E., Caplan A.I. Advances in mesenchymal stem cell biology // Current Opinion in Orthopaedics. 2004.

50. Le Blanc K., Mougiakakos D. Multipotent mesenchymal stromal cells and the innate immune system // Nature Reviews Immunology. 2012.

51. Kallmeyer K., Pepper M. S. Homing properties of mesenchymal stromal cells // Expert Opinion on Biological Therapy. 2015.

52. Dominici M. h gp. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement // Cytotherapy. 2006.

53. Viswanathan S. h gp. Mesenchymal stem versus stromal cells: International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT®) Mesenchymal Stromal Cell committee position statement on nomenclature // Cytotherapy. 2019.

54. Li L., Clevers H. Coexistence of quiescent and active adult stem cells in mammals // Science (80-. ). American Association for the Advancement of

Science, 2010. T. 327, № 5965. C. 542-545.

55. Goodell M.A., Rando T.A. Stem cells and healthy aging // Science. 2015.

56. Schultz M.B., Sinclair D.A. When stem cells grow old: Phenotypes and mechanisms of stem cell aging // Development (Cambridge). 2016.

57. Tümpel S., Rudolph K.L. Quiescence: Good and Bad of Stem Cell Aging // Trends in Cell Biology. 2019.

58. Mohammad K. h gp. Quiescence entry, maintenance, and exit in adult stem cells // Int. J. Mol. Sci. 2019.

59. Walter D. h gp. Exit from dormancy provokes DNA-damage-induced attrition in haematopoietic stem cells // Nature. 2015.

60. Clevers H., Watt F.M. Defining Adult Stem Cells by Function, not by Phenotype // Annual Review of Biochemistry. 2018.

61. Cheung T.H., Rando T.A. Molecular regulation of stem cell quiescence // Nat. Rev. Mol. cell Biol. Nature Publishing Group, 2013. T. 14, № 6. C. 329.

62. Cho I.J. h gp. Mechanisms, Hallmarks, and Implications of Stem Cell Quiescence // Stem Cell Reports. 2019.

63. Keyes B.E., Fuchs E. Stem cells: Aging and transcriptional fingerprints // Journal of Cell Biology. 2018.

64. Urban N., Blomfield I.M., Guillemot F. Quiescence of Adult Mammalian Neural Stem Cells: A Highly Regulated Rest // Neuron. 2019.

65. Laurenti E. h gp. CDK6 levels regulate quiescence exit in human hematopoietic stem cells // Cell Stem Cell. 2015.

66. Cheung T.H. h gp. Maintenance of muscle stem-cell quiescence by microRNA-489 // Nature. 2012.

67. Yue L. h gp. Dek Modulates Global Intron Retention during Muscle Stem

Cells Quiescence Exit // Dev. Cell. 2020.

68. Trumpp A., Essers M. Stress-Mediated Activation of Dormant Hematopoietic Stem Cells In Vivo // Blood. 2012.

69. Guiraud S. h gp. The Pathogenesis and Therapy of Muscular Dystrophies // Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 2015.

70. Nowak K.J., Davies K.E. Duchenne muscular dystrophy and dystrophin: pathogenesis and opportunities for treatment // EMBO Rep. 2004.

71. Rognoni E. h gp. Fibroblast state switching orchestrates dermal maturation and wound healing // Mol. Syst. Biol. 2018.

72. Baghdadi M.B. h gp. Reciprocal signalling by Notch^Collagen V^CALCR retains muscle stem cells in their niche // Nature. 2018.

73. Barker N. h gp. Lgr5+ve Stem Cells Drive Self-Renewal in the Stomach and Build Long-Lived Gastric Units In Vitro // Cell Stem Cell. 2010.

74. Ito M. h gp. Stem cells in the hair follicle bulge contribute to wound repair but not to homeostasis of the epidermis // Nat. Med. 2005.

75. Latil M. h gp. Skeletal muscle stem cells adopt a dormant cell state post mortem and retain regenerative capacity // Nat. Commun. 2012.

76. Wagers A.J., Weissman I.L. Plasticity of adult stem cells // Cell. 2004.

77. Blanpain C., Fuchs E. Plasticity of epithelial stem cells in tissue regeneration // Science. 2014.

78. Lu C.P. h gp. Identification of stem cell populations in sweat glands and ducts reveals roles in homeostasis and wound repair // Cell. 2012.

79. Ge Y., Fuchs E. Stretching the limits: From homeostasis to stem cell plasticity in wound healing and cancer // Nature Reviews Genetics. 2018.

80. Dekoninck S., Blanpain C. Stem cell dynamics, migration and plasticity

during wound healing // Nature Cell Biology. 2019.

81. Ge Y. h gp. Stem Cell Lineage Infidelity Drives Wound Repair and Cancer // Cell. 2017.

82. Page M.E. h gp. The epidermis comprises autonomous compartments maintained by distinct stem cell populations // Cell Stem Cell. 2013.

83. Lim C.H. h gp. Hedgehog stimulates hair follicle neogenesis by creating inductive dermis during murine skin wound healing // Nat. Commun. 2018.

84. Ito M. h gp. Wnt-dependent de novo hair follicle regeneration in adult mouse skin after wounding // Nature. 2007.

85. Donati G. h gp. Wounding induces dedifferentiation of epidermal Gata6 + cells and acquisition of stem cell properties // Nat. Cell Biol. 2017.

86. Buczacki S.J.A. h gp. Intestinal label-retaining cells are secretory precursors expressing lgr5 // Nature. 2013.

87. Schofield R. The relationship between the spleen colony-forming cell and the haemopoietic stem cell. A hypothesis // Blood Cells. 1978.

88. Mashinchian O. h gp. The Muscle Stem Cell Niche in Health and Disease // Current Topics in Developmental Biology. 2018.

89. Spit M., Koo B.K., Maurice M.M. Tales from the crypt: Intestinal niche signals in tissue renewal, plasticity and cancer // Open Biology. 2018.

90. Guo P. h gp. Limbal niche cells are a potent resource of adult mesenchymal progenitors // Journal of Cellular and Molecular Medicine. 2018.

91. Matarredona E.R., Talaveron R., Pastor A.M. Interactions between neural progenitor cells and microglia in the subventricular zone: Physiological implications in the neurogenic niche and after implantation in the injured brain // Frontiers in Cellular Neuroscience. 2018.

92. Gattazzo F., Urciuolo A., Bonaldo P. Extracellular matrix: A dynamic

118

microenvironment for stem cell niche // Biochimica et Biophysica Acta -General Subjects. 2014. T. 1840, № 8. C. 2506-2519.

93. Tikhonova A.N. h gp. The bone marrow microenvironment at single-cell resolution // Nature. 2019.

94. Christodoulou C. h gp. Live-animal imaging of native haematopoietic stem and progenitor cells // Nature. 2020.

95. Man Y. h gp. Hematopoietic Stem Cell Niche During Homeostasis, Malignancy, and Bone Marrow Transplantation // Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2021.

96. Hardy W.R. h gp. Transcriptional Networks in Single Perivascular Cells Sorted from Human Adipose Tissue Reveal a Hierarchy of Mesenchymal Stem Cells // Stem Cells. 2017. T. 35, № 5. C. 1273-1289.

97. Corselli M. h gp. Perivascular support of human hematopoietic stem/progenitor cells // Blood. 2013.

98. Stefanska A. h gp. Human kidney pericytes produce renin // Kidney Int. 2016.

99. Shaw I. h gp. Pericytes in the renal vasculature: Roles in health and disease // Nature Reviews Nephrology. 2018.

100. Stzepourginski I. h gp. CD34+ mesenchymal cells are a major component of the intestinal stem cells niche at homeostasis and after injury // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2017.

101. Gnecchi M., Melo L.G. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells: Isolation, expansion, characterization, viral transduction, and production of conditioned medium // Methods Mol. Biol. 2009.

102. Zuk P.A. h gp. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells // Mol. Biol. Cell. 2002.

103. Erices A., Conget P., Minguell J.J. Mesenchymal progenitor cells in human umbilical cord blood // Br. J. Haematol. 2000.

104. Toma J.G. h gp. Isolation and Characterization of Multipotent Skin-Derived Precursors from Human Skin // Stem Cells. 2005.

105. Perry B.C. h gp. Collection, cryopreservation, and characterization of human dental pulp-derived mesenchymal stem cells for banking and clinical use // Tissue Eng. - Part C Methods. 2008.

106. Seeberger K.L., Eshpeter A., Korbutt G.S. Isolation and culture of human multipotent stromal cells from the pancreas. // Methods Mol. Biol. 2011.

107. Hatakeyama A. h gp. Isolation and Characterization of Synovial Mesenchymal Stem Cell Derived from Hip Joints: A Comparative Analysis with a Matched Control Knee Group // Stem Cells Int. 2017.

108. da Silva Meirelles L., Caplan A.I., Nardi N.B. In Search of the In Vivo Identity of Mesenchymal Stem Cells // Stem Cells. 2008.

109. Vezzani B., Pierantozzi E., Sorrentino V. Mesenchymal stem cells: From the perivascular environment to clinical applications // Histol. Histopathol. 2019.

110. Yianni V., Sharpe P.T. Perivascular-Derived Mesenchymal Stem Cells // Journal of Dental Research. 2019.

111. Augello A., Kurth T.B., de Bari C. Mesenchymal stem cells: A perspective from in vitro cultures to in vivo migration and niches // European Cells and Materials. 2010.

112. Murray I.R., Peault B. Q&A: Mesenchymal stem cells - where do they come from and is it important? // BMC Biol. 2015.

113. Poudineh M. h gp. Three-Dimensional Nanostructured Architectures Enable Efficient Neural Differentiation of Mesenchymal Stem Cells via Mechanotransduction // Nano Lett. 2018.

114. dos Santos J.F. h gp. Mesenchymal stem cells differentiate into keratinocytes and express epidermal kallikreins: Towards an in vitro model of human epidermis // J. Cell. Biochem. 2019.

115. Sgodda M. h gp. Hepatocyte differentiation of mesenchymal stem cells from rat peritoneal adipose tissue in vitro and in vivo // Exp. Cell Res. 2007.

116. Aurich H. h gp. Hepatocyte differentiation of mesenchymal stem cells from human adipose tissue in vitro promotes hepatic integration in vivo // Gut. 2009.

117. Urrutia D.N. h gp. Comparative study of the neural differentiation capacity of mesenchymal stromal cells from different tissue sources: An approach for their use in neural regeneration therapies // PLoS One. 2019.

118. Kim E.Y. h gp. Neuronal cell differentiation of mesenchymal stem cells originating from canine amniotic fluid // Hum. Cell. 2014.

119. Feng Y.P. h gp. Differentiation of mesenchymal stem cells into neuronal cells on fetal bovine acellular dermal matrix as a tissue engineered nerve scaffold // Neural Regen. Res. 2014.

120. Alizadeh R. h gp. Differentiation of human mesenchymal stem cells (MSC) to dopaminergic neurons: A comparison between Wharton's Jelly and olfactory mucosa as sources of MSCs // J. Chem. Neuroanat. 2019.

121. Sasaki M. h gp. Mesenchymal Stem Cells Are Recruited into Wounded Skin and Contribute to Wound Repair by Transdifferentiation into Multiple Skin Cell Type // J. Immunol. 2008.

122. Xu L. h gp. Tissue source determines the differentiation potentials of mesenchymal stem cells: A comparative study of human mesenchymal stem cells from bone marrow and adipose tissue // Stem Cell Res. Ther. 2017.

123. Gaebel R. h gp. Cell origin of human mesenchymal stem cells determines a

different healing performance in cardiac regeneration // PLoS One. 2011.

121

124. Komori T. Regulation of osteoblast differentiation by transcription factors // Journal of Cellular Biochemistry. 2006.

125. Nuttall M.E., Gimble J.M. Controlling the balance between osteoblastogenesis and adipogenesis and the consequent therapeutic implications // Current Opinion in Pharmacology. 2004.

126. Zhuang H. h gp. Molecular Mechanisms of PPAR-y; Governing MSC Osteogenic and Adipogenic Differentiation // Curr. Stem Cell Res. Ther. 2016.

127. Barter M.J. h gp. The long non-coding RNA ROCR contributes to sox9 expression and chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem cells // Dev. 2017.

128. Shukunami C. h gp. Scleraxis is a transcriptional activator that regulates the expression of Tenomodulin, a marker of mature tenocytes and ligamentocytes // Sci. Rep. 2018.

129. Alberton P. h gp. Conversion of human bone marrow-derived mesenchymal stem cells into tendon progenitor cells by ectopic expression of scleraxis // Stem Cells Dev. 2012.

130. Shoji E., Woltjen K., Sakurai H. Directed myogenic differentiation of human induced pluripotent stem cells // Methods in Molecular Biology. 2016.

131. Gang E.J. Skeletal Myogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells Isolated from Human Umbilical Cord Blood // Stem Cells. 2004.

132. Pittenger M.F. h gp. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells // Science (80-. ). 1999.

133. Crisan M. h gp. A Perivascular Origin for Mesenchymal Stem Cells in Multiple Human Organs // Cell Stem Cell. 2008. T. 3, № 3. C. 301-313.

134. Park T.S. h gp. Placental perivascular cells for human muscle regeneration //

Stem Cells Dev. 2011.

135. Chen W.C.W., Peault B., Huard J. Regenerative translation of human bloodvessel-derived MSC precursors // Stem Cells International. 2015. T. 2015.

136. Caplan A.I. Mesenchymal stem cells: Time to change the name! // Stem Cells Transl. Med. 2017.

137. Chen C.W. h gp. Human pericytes for ischemic heart repair // Stem Cells. 2013.

138. Sorrell J.M., Baber M.A., Caplan A.I. Influence of adult mesenchymal stem cells on in vitro vascular formation // Tissue Eng. - Part A. 2009.

139. Wink D.A. h gp. Antioxidant effects of nitric oxide // Methods Enzymol. 1999.

140. Ferrini M.G. h gp. Antifibrotic role of inducible nitric oxide synthase // Nitric Oxide - Biol. Chem. 2002.

141. Gnecchi M. h gp. Paracrine action accounts for marked protection of ischemic heart by Akt-modified mesenchymal stem cells [2] // Nature Medicine. 2005.

142. Gnecchi M. h gp. Evidence supporting paracrine hypothesis for Akt-modified mesenchymal stem cell-mediated cardiac protection and functional improvement // FASEB J. 2006.

143. Lai R.C. h gp. Exosome secreted by MSC reduces myocardial ischemia/reperfusion injury // Stem Cell Res. 2010.

144. Liu Y. h gp. MSC-derived exosomes promote proliferation and inhibit apoptosis of chondrocytes via lncRNA-KLF3-AS1/miR-206/GIT1 axis in osteoarthritis // Cell Cycle. 2018.

145. Thery C. h gp. Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for

Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines // J. Extracell. Vesicles. 2018.

146. Konala V.B.R. h gp. The current landscape of the mesenchymal stromal cell secretome: A new paradigm for cell-free regeneration // Cytotherapy. 2016.

147. Omelyanenko N.P., Karpov I.N. Patterns of Cell—Matrix Interactions during Formation the Distraction Bone Regenerates // Bull. Exp. Biol. Med. 2017.

148. Muncie J.M., Weaver V.M. The Physical and Biochemical Properties of the Extracellular Matrix Regulate Cell Fate // Current Topics in Developmental Biology. 2018.

149. Agmon G., Christman K.L. Controlling stem cell behavior with decellularized extracellular matrix scaffolds // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2015.

150. Ragelle H. h gp. Comprehensive proteomic characterization of stem cell-derived extracellular matrices // Biomaterials. 2017.

151. Chen F.M., Liu X. Advancing biomaterials of human origin for tissue engineering // Progress in Polymer Science. 2016. T. 53. C. 86-168.

152. Yi S. h gp. Extracellular matrix scaffolds for tissue engineering and regenerative medicine // Curr. Stem Cell Res. Ther. Bentham Science Publishers, 2017. T. 12, № 3. C. 233-246.

153. Omelyanenko N.P. Extracellular Matrix of Connective Tissue: Histophysiology, Biochemistry and Molecular Biology // Connective Tissue. 2014.

154. Egeblad M., Rasch M.G., Weaver V.M. Dynamic interplay between the collagen scaffold and tumor evolution // Current Opinion in Cell Biology. 2010. T. 22, № 5. C. 697-706.

155. Yurchenco P.D. Basement membranes: Cell scaffoldings and signaling

platforms // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2011. Т. 3, № 2. С. 1-27.

156. Новоселецкая Е.С. и др. Внеклеточный матрикс в регуляции дифференцировки стволовых клеток // Биохимия. 2019.

157. Ricard-Blum S., Ruggiero F. The collagen superfamily: from the extracellular matrix to the cell membrane // Pathol. Biol. Elsevier, 2005. Т. 53, № 7. С. 430-442.

158. Bretaud S. и др. Collagen XV, a multifaceted multiplexin present across tissues and species // Matrix Biol. Plus. 2020.

159. Werb Z., Lu P. The Role of Stroma in Tumor Development // Cancer Journal (United States). 2015.

160. Winkler J. и др. Concepts of extracellular matrix remodelling in tumour progression and metastasis // Nature Communications. 2020.

161. Bourgot I. и др. Reciprocal Interplay Between Fibrillar Collagens and Collagen-Binding Integrins: Implications in Cancer Progression and Metastasis // Frontiers in Oncology. 2020.

162. Zunder S.M. и др. The significance of stromal collagen organization in cancer tissue: An in-depth discussion of literature // Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2020.

163. Mak K.M., Png C.Y.M., Lee D.J. Type V Collagen in Health, Disease, and Fibrosis // Anat. Rec. 2016.

164. Ricard-Blum S., Baffet G., Théret N. Molecular and tissue alterations of collagens in fibrosis // Matrix Biology. 2018.

165. González A. и др. The complex dynamics of myocardial interstitial fibrosis in heart failure. Focus on collagen cross-linking // Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Cell Research. 2019.

166. Piersma B., Bank R.A. Collagen cross-linking mediated by lysyl hydroxylase

2: An enzymatic battlefield to combat fibrosis // Essays in Biochemistry. 2019.

167. Snijder J. h gp. Pulmonary fibrosis: a disease of alveolar collapse and collagen deposition // Expert Review of Respiratory Medicine. 2019.

168. Karsdal M.A. h gp. Collagen biology and non-invasive biomarkers of liver fibrosis // Liver International. 2020.

169. Chen A. h gp. The molecular basis of genetic collagen disorders and its clinical relevance // J. Bone Jt. Surg. - Am. Vol. 2018.

170. Bruckner-Tuderman L., Has C. Disorders of the cutaneous basement membrane zone-The paradigm of epidermolysis bullosa // Matrix Biology. 2014.

171. Klein G., Beck S., Muller C.A. Tenascin is a cytoadhesive extracellular matrix component of the human hematopoietic microenvironment // J. Cell Biol. 1993.

172. Klein G. h gp. Collagen type VI in the human bone marrow microenvironment: A strong cytoadhesive component // Blood. 1995.

173. Nilsson S.K. h gp. Immunofluorescence characterization of key extracellular matrix proteins in murine bone marrow in situ // J. Histochem. Cytochem. 1998.

174. Tanimura S. h gp. Hair follicle stem cells provide a functional niche for melanocyte stem cells // Cell Stem Cell. 2011.

175. Urciuolo A. h gp. Collagen VI regulates satellite cell self-renewal and muscle regeneration // Nat. Commun. 2013. T. 4.

176. Karamanos N.K. h gp. A guide to the composition and functions of the extracellular matrix // FEBS J. 2021.

177. Pozzi A., Yurchenco P.D., Iozzo R. V. The nature and biology of basement

membranes // Matrix Biology. 2017.

178. Hallmann R. h gp. The role of basement membrane laminins in vascular function // International Journal of Biochemistry and Cell Biology. 2020.

179. Hohenester E. Structural biology of laminins // Essays in Biochemistry. 2019.

180. Hohenester E., Yurchenco P.D. Laminins in basement membrane assembly // Cell Adhesion and Migration. 2013.

181. Ekblom P., Lonai P., Talts J.F. Expression and biological role of laminin-1 // Matrix Biol. 2003.

182. Spenle C. h gp. Laminin a5 guides tissue patterning and organogenesis // Cell Adhesion and Migration. 2013.

183. Kerever A. h gp. Novel Extracellular Matrix Structures in the Neural Stem Cell Niche Capture the Neurogenic Factor Fibroblast Growth Factor 2 from the Extracellular Milieu // Stem Cells. 2007.

184. Otonkoski T. h gp. Unique basement membrane structure of human pancreatic islets: Implications for p-cell growth and differentiation // Diabetes, Obesity and Metabolism. 2008.

185. Paquet-Fifield S. h gp. A role for pericytes as microenvironmental regulators of human skin tissue regeneration // J. Clin. Invest. 2009.

186. Domogatskaya A. h gp. Laminin-511 but Not -332, -111, or -411 Enables Mouse Embryonic Stem Cell Self-Renewal In Vitro // Stem Cells. 2008.

187. Miyazaki T. h gp. Recombinant human laminin isoforms can support the undifferentiated growth of human embryonic stem cells // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2008.

188. Evseenko D. h gp. Identification of the critical extracellular matrix proteins that promote human embryonic stem cell assembly // Stem Cells Dev. 2009.

189. Vuoristo S. h gp. Laminin isoforms in human embryonic stem cells: Synthesis, receptor usage and growth support // J. Cell. Mol. Med. 2009.

190. Xu J., Mosher D. Fibronectin and Other Adhesive Glycoproteins // The Extracellular Matrix: an Overview. 2011.

191. Morton L.F. h gp. Conformation-dependent platelet adhesion to collagen involving integrin a2p1-mediated and other mechanisms: Multiple a2p1-recognition sites in collagen type I // Biochem. J. 1994.

192. Patel R.S. h gp. Organization of the fibronectin gene provides evidence for exon shuffling during evolution. // EMBO J. 1987.

193. Barry E.L.R., Mosher D.F. Factor XIIIa-mediated cross-linking of fibronectin in fibroblast cell layers. Cross-linking of cellular and plasma fibronectin and of amino-terminal fibronectin fragments // J. Biol. Chem. 1989.

194. Sivaraman K., Shanthi C. Matrikines for therapeutic and biomedical applications // Life Sciences. 2018.

195. Pierschbacher M.D., Ruoslahti E. Cell attachment activity of fibronectin can be duplicated by small synthetic fragments of the molecule // Nature. 1984.

196. Ruoslahti E. The RGD story: A personal account // Matrix Biol. 2003.

197. Aota S.I., Nomizu M., Yamada K.M. The short amino acid sequence Pro-His-Ser-Arg-Asn in human fibronectin enhances cell-adhesive function // J. Biol. Chem. 1994.

198. Leahy D.J., Aukhil I., Erickson H.P. 2.0 A crystal structure of a four-domain segment of human fibronectin encompassing the RGD loop and synergy region // Cell. 1996.

199. Mould A.P. h gp. Defining the topology of integrin a5p1-fibronectin interactions using inhibitory anti-a5 and anti-p1 monoclonal antibodies:

Evidence that the synergy sequence of fibronectin is recognized by the amino-terminal repeats of the a5 subunit // J. Biol. Chem. 1997.

200. Friedland J.C., Lee M.H., Boettiger D. Mechanically activated integrin switch controls a5ß 1 function // Science (80-. ). 2009.

201. Huveneers S. h gp. Binding of soluble fibronectin to integrin a5ß1 - Link to focal adhesion redistribution and contractile shape // J. Cell Sci. 2008.

202. Ensenberger M.G., Annis D.S., Mosher D.F. Actions of the functional upstream domain of protein F1 of Streptococcus pyogenes on the conformation of fibronectin // Biophys. Chem. 2004.

203. Theocharis A.D., Manou D., Karamanos N.K. The extracellular matrix as a multitasking player in disease // FEBS Journal. 2019.

204. Theocharis A.D., Karamanos N.K. Proteoglycans remodeling in cancer: Underlying molecular mechanisms // Matrix Biology. 2019.

205. Piperigkou Z., Karamanos N.K. Dynamic Interplay between miRNAs and the Extracellular Matrix Influences the Tumor Microenvironment // Trends in Biochemical Sciences. 2019.

206. Masola V. h gp. Role of heparanase in tumor progression: Molecular aspects and therapeutic options // Seminars in Cancer Biology. 2020.

207. Masola V. h gp. Heparanase: A Multitasking Protein Involved in Extracellular Matrix (ECM) Remodeling and Intracellular Events // Cells. 2018.

208. Naba A. h gp. The extracellular matrix: Tools and insights for the «omics» era // Matrix Biology. 2016.

209. Theocharis A.D. h gp. Extracellular matrix structure // Adv. Drug Deliv. Rev. Elsevier, 2016. T. 97. C. 4-27.

210. Souza J.S.M. h gp. The evolution of ADAM gene family in eukaryotes //

Genomics. 2020.

211. Anderson H.C. Electron microscopic studies of induced cartilage development and calcification. // J. Cell Biol. 1967. T. 35, № 1. C. 81-101.

212. Bonucci E. Fine structure of early cartilage calcification // J. Ultrasructure Res. 1967. T. 20, № 1-2. C. 33-50.

213. Yanez-Mo M. h gp. Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions // Journal of Extracellular Vesicles. 2015. T. 4, № 2015. C. 1-60.

214. Kapustin A.N. h gp. Calcium regulates key components of vascular smooth muscle cell-derived matrix vesicles to enhance mineralization // Circ. Res. 2011. T. 109, № 1.

215. Wang X. h gp. Mesenchymal stem cell-derived exosomes have altered microRNA profiles and induce osteogenic differentiation depending on the stage of differentiation // PLoS One. 2018. T. 13, № 2.

216. Nawaz M. h gp. Extracellular Vesicles and Matrix Remodeling Enzymes: The Emerging Roles in Extracellular Matrix Remodeling, Progression of Diseases and Tissue Repair // Cells. 2018. T. 7, № 10. C. 167.

217. Grahovac J., Wells A. Matrikine and matricellular regulators of EGF receptor signaling on cancer cell migration and invasion // Lab. Investig. 2014.

218. Wells J.M., Gaggar A., Blalock J.E. MMP generated matrikines // Matrix Biology. 2015.

219. Patel D.F., Snelgrove R.J. The multifaceted roles of the matrikine Pro-Gly-Pro in pulmonary health and disease // Eur. Respir. Rev. 2018.

220. Kwon Y.W. h gp. N-Acetylated Proline-Glycine-Proline Accelerates Cutaneous Wound Healing and Neovascularization by Human Endothelial Progenitor Cells // Sci. Rep. 2017.

221. Patel D.F. h gp. An extracellular matrix fragment drives epithelial remodeling and airway hyperresponsiveness // Sci. Transl. Med. 2018.

222. Fujiwara H. h gp. The basement membrane of hair follicle stem cells is a muscle cell niche // Cell. 2011.

223. Yamada T. h gp. Laminin-332 regulates differentiation of human interfollicular epidermal stem cells // Mech. Ageing Dev. 2018.

224. Elbediwy A., Vincent-Mistiaen Z.I., Thompson B.J. YAP and TAZ in epithelial stem cells: A sensor for cell polarity, mechanical forces and tissue damage // BioEssays. 2016. T. 38, № 7. C. 644-653.

225. Kuang S. h gp. Asymmetric Self-Renewal and Commitment of Satellite Stem Cells in Muscle // Cell. 2007.

226. Desgrosellier J.S. h gp. Integrin avß3 drives slug activation and stemness in the pregnant and neoplastic mammary gland // Dev. Cell. 2014.

227. Barros C.S., Franco S.J., Müller U. Extracellular matrix: functions in the nervous system // Cold Spring Harb.....2011. C. 1-25.

228. Gu Y. h gp. Chitosan/silk fibroin-based, Schwann cell-derived extracellular matrix-modified scaffolds for bridging rat sciatic nerve gaps // Biomaterials. 2014. T. 35, № 7. C. 2253-2263.

229. Saghatelyan A. h gp. Tenascin-R mediates activity-dependent recruitment of neuroblasts in the adult mouse forebrain // Nat. Neurosci. 2004. T. 7, № 4. C. 347-356.

230. Brizzi M.F., Tarone G., Defilippi P. Extracellular matrix, integrins, and growth factors as tailors of the stem cell niche // Current Opinion in Cell Biology. 2012.

231. Sugawara K. h gp. Laminin-332 and -511 in skin. 2008. T. 332. C. 473-480.

232. Shapiro I.M., Landis W.J., Risbud M. V. Matrix vesicles: Are they anchored

exosomes? // Bone. 2015.

233. Narayanan K. h gp. Lineage-specific exosomes could override extracellular matrix mediated human mesenchymal stem cell differentiation // Biomaterials. Elsevier, 2018. T. 182, № May. C. 312-322.

234. Humphries J.D., Byron A., Humphries M.J. Integrin ligands at a glance // J. Cell Sci. 2006. T. 119, № 19.

235. Orre T., Rossier O., Giannone G. The inner life of integrin adhesion sites: From single molecules to functional macromolecular complexes // Experimental Cell Research. 2019. T. 379, № 2.

236. Coelho N.M., Wang A., McCulloch C.A. Discoidin domain receptor 1 interactions with myosin motors contribute to collagen remodeling and tissue fibrosis // Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Cell Research. 2019. T. 1866, № 11.

237. Geiger T., Zaidel-Bar R. Opening the floodgates: proteomics and the integrin adhesome // Current Opinion in Cell Biology. 2012. T. 24, № 5.

238. Zhou Z. h gp. a6-Integrin alternative splicing: Distinct cytoplasmic variants in stem cell fate specification and niche interaction // Stem Cell Research and Therapy. 2018. T. 9, № 1.

239. Humphries J.D. h gp. Proteomic analysis of integrin-associated complexes identifies RCC2 as a dual regulator of Rac1 and Arf6 // Sci. Signal. 2009. T. 2, № 87.

240. Kuo J.C. h gp. Analysis of the myosin-II-responsive focal adhesion proteome reveals a role for ß-Pix in negative regulation of focal adhesion maturation // Nat. Cell Biol. 2011.

241. Schiller H.B. h gp. Quantitative proteomics of the integrin adhesome show a myosin II-dependent recruitment of LIM domain proteins // EMBO Rep. 2011.

242. Horton E.R. h gp. Definition of a consensus integrin adhesome and its dynamics during adhesion complex assembly and disassembly // Nat. Cell Biol. 2015.

243. Humphries J.D. h gp. Signal transduction via integrin adhesion complexes // Current Opinion in Cell Biology. 2019.

244. Winograd-Katz S.E. h gp. The integrin adhesome: From genes and proteins to human disease // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2014.

245. Horton E.R. h gp. The integrin adhesome network at a glance // J. Cell Sci. 2016.

246. Fokkelman M. h gp. Cellular adhesome screen identifies critical modulators of focal adhesion dynamics, cellular traction forces and cell migration behaviour // Sci. Rep. 2016.

247. Sarhan A.R. h gp. LAR protein tyrosine phosphatase regulates focal adhesions through CDK1 // J. Cell Sci. 2016.

248. Hehenberger E. h gp. Novel Predators Reshape Holozoan Phylogeny and Reveal the Presence of a Two-Component Signaling System in the Ancestor of Animals // Curr. Biol. 2017.

249. Mekhdjian A.H. h gp. Integrin-mediated traction force enhances paxillin molecular associations and adhesion dynamics that increase the invasiveness of tumor cells into a three-dimensional extracellular matrix // Mol. Biol. Cell. 2017.

250. Rogg M. h gp. The WD40-domain containing protein CORO2B is specifically enriched in glomerular podocytes and regulates the ventral actin cytoskeleton // Sci. Rep. 2017.

251. Schell C. h gp. The FERM protein EPB41L5 regulates actomyosin contractility and focal adhesion formation to maintain the kidney filtration barrier // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2017.

133

252. van Aalderen M.C. h gp. Label-free Analysis of CD8+ T Cell Subset Proteomes Supports a Progressive Differentiation Model of Human-Virus-Specific T Cells // Cell Rep. 2017.

253. Dong J.M. h gp. Proximity biotinylation provides insight into the molecular composition of focal adhesions at the nanometer scale // Sci. Signal. 2016.

254. Horton E.R. h gp. Modulation of FAK and Src adhesion signaling occurs independently of adhesion complex composition // J. Cell Biol. 2016.

255. Bouchet B.P. h gp. Talin-KANK1 interaction controls the recruitment of cortical microtubule stabilizing complexes to focal adhesions // Elife. 2016.

256. Sun Z. h gp. Kank2 activates talin, reduces force transduction across integrins and induces central adhesion formation // Nat. Cell Biol. 2016.

257. Li H. h gp. Structural basis of kindlin-mediated integrin recognition and activation // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2017.

258. Bledzka K. h gp. Kindlin-2 directly binds actin and regulates integrin outside-in signaling // J. Cell Biol. 2016.

259. Böttcher R.T. h gp. Kindlin-2 recruits paxillin and Arp2/3 to promote membrane protrusions during initial cell spreading // J. Cell Biol. 2017.

260. Nader G.P.F., Ezratty E.J., Gundersen G.G. FAK, talin and PIPKI 3 regulate endocytosed integrin activation to polarize focal adhesion assembly // Nat. Cell Biol. 2016.

261. Gilbert P.M. h gp. Substrate elasticity regulates skeletal muscle stem cell self-renewal in culture // Science (80-. ). 2010.

262. Swift J. h gp. Nuclear lamin-A scales with tissue stiffness and enhances matrix-directed differentiation // Science (80-. ). 2013.

263. Meran L., Baulies A., Li V.S.W. Intestinal Stem Cell Niche: The Extracellular Matrix and Cellular Components // Stem Cells International.

2017.

264. Thomas D., O'Brien T., Pandit A. Toward Customized Extracellular Niche Engineering: Progress in Cell-Entrapment Technologies // Advanced Materials. 2018. Т. 30, № 1.

265. Klebe R.J. Isolation of a collagen-dependent cell attachment factor // Nature. 1974. Т. 250, № 5463. С. 248-251.

266. Takebayashi T. и др. Human mesenchymal stem cells differentiate to epithelial cells when cultured on thick collagen gel // Biomed. Mater. Eng. 2013. Т. 23, № 1-2. С. 143-153.

267. Сахенберг Е.И., Николаенко Н.С., Пинаев Г.П. Исследование распластывания и организации актинового цитоскелета стромальных клеток костного мозга и клеток хряща при их раздельном и совместном культивировании на разных белках внеклеточного матрикса // Цитология. СПб.: СПб., 2014. Т. 56. С. 708-716.

268. Lai Y. и др. Reconstitution of marrow-derived extracellular matrix ex vivo: a robust culture system for expanding large-scale highly functional human mesenchymal stem cells // Stem Cells Dev. Mary Ann Liebert, Inc. 140 Huguenot Street, 3rd Floor New Rochelle, NY 10801 USA, 2010. Т. 19, № 7. С. 1095-1107.

269. Connelly J.T. и др. Actin and serum response factor transduce physical cues from the microenvironment to regulate epidermal stem cell fate decisions // Nat. Cell Biol. 2010. Т. 12, № 7. С. 711-718.

270. Wolchok J.C., Tresco P.A. The isolation of cell derived extracellular matrix constructs using sacrificial open-cell foams // Biomaterials. Elsevier, 2010. Т. 31, № 36. С. 9595-9603.

271. Costa-Almeida R. и др. Cellular strategies to promote vascularisation in tissue engineering applications // Eur Cell Mater. 2014. Т. 28, № 2. С. 51-57.

272. Lü W.-D. h gp. Development of an acellular tumor extracellular matrix as a three-dimensional scaffold for tumor engineering // PLoS One. Public Library of Science, 2014. T. 9, № 7. C. e103672.

273. Xing Q. h gp. Decellularization of fibroblast cell sheets for natural extracellular matrix scaffold preparation // Tissue Eng. Part C Methods. Mary Ann Liebert, Inc. 140 Huguenot Street, 3rd Floor New Rochelle, NY 10801 USA, 2014. T. 21, № 1. C. 77-87.

274. Cheng C.W., Solorio L.D., Alsberg E. Decellularized tissue and cell-derived extracellular matrices as scaffolds for orthopaedic tissue engineering // Biotechnol. Adv. Elsevier, 2014. T. 32, № 2. C. 462-484.

275. Kuznetsova E.S. h gp. Decellularized extracellular matrix of human mesenchymal stromal cells as a novel biomaterial for regenerative medicine // HUMAN GENE THERAPY. Mary Ann Liebert, Inc, 2018. C. A75--A76.

276. Sun Y. h gp. Rescuing replication and osteogenesis of aged mesenchymal stem cells by exposure to a young extracellular matrix // FASEB J. 2011. T. 25, № 5. C. 1474-1485.

277. Ng C.P. h gp. Enhanced ex vivo expansion of adult mesenchymal stem cells by fetal mesenchymal stem cell ECM // Biomaterials. Elsevier, 2014. T. 35, № 13. C. 4046-4057.

278. Burns J.S. h gp. Decellularized matrix from tumorigenic human mesenchymal stem cells promotes neovascularization with galectin-1 dependent endothelial interaction // PLoS One. 2011. T. 6, № 7.

279. Hoshiba T. h gp. Decellularized matrices for tissue engineering // Expert Opin. Biol. Ther. 2010. T. 10, № 12. C. 1717-1728.

280. Li N. h gp. Mitochondrial complex I inhibitor rotenone induces apoptosis through enhancing mitochondrial reactive oxygen species production // J. Biol. Chem. 2003.

281. Siddiqui M.A. и др. Rotenone-induced oxidative stress and apoptosis in human liver HepG2 cells // Mol. Cell. Biochem. 2013.

282. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 // Nature. 1970.

283. Towbin H., Staehelin T., Gordon J. Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: Procedure and some applications // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1979.

284. Candiano G. и др. Blue silver: A very sensitive colloidal Coomassie G-250 staining for proteome analysis // Electrophoresis. 2004.

285. Bao Y. и др. A cell-based assay to screen stimulators of the Hippo pathway reveals the inhibitory effect of dobutamine on the YAP-dependent gene transcription // J. Biochem. 2011.

286. Kim H.J., Kim S.H. Tanshinone IIA enhances BMP-2-stimulated commitment of C2C12 cells into osteoblasts via p38 activation // Amino Acids. 2010.

287. Hu J. и др. Filamin B regulates chondrocyte proliferation and differentiation through Cdk1 signaling // PLoS One. 2014.

288. Shin M.S. и др. Src-mediated phosphorylation of pPix-b regulates dendritic spine morphogenesis // J. Cell Sci. 2019.

289. Lorthongpanich C. и др. YAP as a key regulator of adipo-osteogenic differentiation in human MSCs // Stem Cell Res. Ther. 2019.

290. Longobardi E., Blasi F. Overexpression of PREP-1 in F9 teratocarcinoma cells leads to a functionally relevant increase of PBX-2 by preventing its degradation // J. Biol. Chem. 2003.

291. Тихонова С.А. и др. Получение кальцийфосфатной биокерамики с контролируемой макропористостью // Деформация и разрушение

материалов. М.: М., 2020. № 12. С. 2-7.

292. Putlyaev V.I. и др. Fabrication of osteoconductive Ca3-xM2x(PO4)2 (M = Na, K) calcium phosphate bioceramics by stereolithographic 3D printing // Inorg. Mater. 2017. Т. 53, № 5. С. 529-535.

293. Дубров В.Э. и др. Экспериментальная оценка свойств 3D-nop^Toro материала на основе фосфата кальция на модели монокортикального диафизарного дефекта бедренной кости крысы // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. М.: М., 2019. Т. 167, № 3. С. 377-380.

294. Rana D. и др. Development of decellularized scaffolds for stem cell-driven tissue engineering // Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 2017. Т. 11, № 4. С. 942-965.

295. Dzobo K., Motaung K.S.C.M., Adesida A. Recent trends in decellularized extracellular matrix bioinks for 3D printing: An updated review // International Journal of Molecular Sciences. 2019.

296. Heath D.E. A Review of Decellularized Extracellular Matrix Biomaterials for Regenerative Engineering Applications // Regen. Eng. Transl. Med. Regenerative Engineering and Translational Medicine, 2019. Т. 5, № 2. С. 155-166.

297. Ebrahimi Sadrabadi A. и др. Decellularized Extracellular Matrix as a Potent Natural Biomaterial for Regenerative Medicine. 2020.

298. Sart S. и др. Engineering Stem Cell-derived Extracellular Matrices: Decellularization and Biological Function // Tissue Eng. Part B Rev. 2020. С. 1-71.

299. Tsuchiya T. и др. Influence of pH on extracellular matrix preservation during lung decellularization // Tissue Eng. - Part C Methods. 2014.

300. Sengyoku H. и др. Sodium hydroxide based non-detergent decellularizing

138

solution for rat lung // Organogenesis. 2018.

301. Takada I., Kouzmenko A.P., Kato S. Wnt and PPARy signaling in osteoblastogenesis and adipogenesis // Nature Reviews Rheumatology. 2009.

302. Brembeck F.H. h gp. Essential role of BCL9-2 in the switch between ß-catenin's adhesive and transcriptional functions // Genes Dev. 2004.

303. Engel J., Chiquet M. An Overview of Extracellular Matrix Structure and Function // The Extracellular Matrix: an Overview. 2011.

304. Beck H.C. h gp. A site-specific phosphorylation of the focal adhesion kinase controls the formation of spheroid cell clusters // Neurochem. Res. 2014.

305. Baker N., Sohn J., Tuan R.S. Promotion of human mesenchymal stem cell osteogenesis by PI3-kinase/Akt signaling, and the influence of caveolin-1/cholesterol homeostasis // Stem Cell Res. Ther. 2015.

306. Andreotti J.P. h gp. Neural stem cell niche heterogeneity // Semin. Cell Dev. Biol. Elsevier, 2019. T. 95, № January. C. 42-53.

307. Pastula A., Marcinkiewicz J. Cellular Interactions in the Intestinal Stem Cell Niche // Arch. Immunol. Ther. Exp. (Warsz). Springer International Publishing, 2019. T. 67, № 1. C. 19-26.

308. Lee D., Kim D.W., Cho J.Y. Role of growth factors in hematopoietic stem cell niche // Cell Biol. Toxicol. Cell Biology and Toxicology, 2020.

309. Hagbard L. h gp. Developing defined substrates for stem cell culture and differentiation // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2018. T. 373, № 1750.

310. Shrestha K.R., Yoo S.Y. Phage-based artificial niche: The recent progress and future opportunities in stem cell therapy // Stem Cells Int. 2019. T. 2019.

311. Cramer M.C., Badylak S.F. Extracellular Matrix-Based Biomaterials and Their Influence Upon Cell Behavior // Ann. Biomed. Eng. 2019.

312. Padhi A., Nain A.S. ECM in Differentiation: A Review of Matrix Structure, Composition and Mechanical Properties // Ann. Biomed. Eng. 2020. T. 48, № 3. C. 1071-1089.

313. Garantziotis S., Savani R.C. Hyaluronan biology: A complex balancing act of structure, function, location and context // Matrix Biology. 2019.

314. Wahart A. h gp. Role of elastin peptides and elastin receptor complex in metabolic and cardiovascular diseases // FEBS Journal. 2019.

315. Smith Q., Gerecht S. Extracellular Matrix Regulation of Stem Cell Fate // Curr. Stem Cell Reports. Current Stem Cell Reports, 2018. T. 4, № 1. C. 1321.

316. Parmaksiz M., El?in A.E., El?in Y.M. Decellularized Cell Culture ECMs Act as Cell Differentiation Inducers // Stem Cell Rev. Reports. 2020.

317. Riis S. h gp. Fabrication and characterization of extracellular matrix scaffolds obtained from adipose-derived stem cells // Methods. Elsevier, 2020. T. 171, № March 2019. C. 68-76.

318. Lukomska B. h gp. Challenges and Controversies in Human Mesenchymal Stem Cell Therapy // Stem Cells International. 2019.

319. Chen Y.T. h gp. The superiority of conditioned medium derived from rapidly expanded mesenchymal stem cells for neural repair // Stem Cell Res. Ther. Stem Cell Research & Therapy, 2019. T. 10, № 1. C. 1-15.

320. Dilogo I.H., Fiolin J. Role of Mesenchymal Stem Cell-Conditioned Medium (MSC-CM) in the Bone Regeneration: A Systematic Review from 2007-2018 // Annu. Res. Rev. Biol. 2019. T. 31, № 2. C. 1-16.

321. Seetharaman R., Srivastava A. Annals of Stem Cell Research & Therapy Mesenchymal Stem Cells Derived Paracrine Factors : An Alternative Approach in Regenerative Therapy // Stem Cell Res Ther. 2019. № September. C. 6-7.

322. Selich A. h gp. Cytokine Selection of MSC Clones with Different Functionality // Stem Cell Reports. 2019.

323. Keshtkar S., Azarpira N., Ghahremani M.H. Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles: Novel frontiers in regenerative medicine // Stem Cell Research and Therapy. 2018.

324. Gowen A. h gp. Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles: Challenges in Clinical Applications // Front. Cell Dev. Biol. 2020. T. 8, № March. C. 1-8.

325. Rolandsson Enes S. h gp. Quantitative proteomic characterization of lung-MSC and bone marrow-MSC using DIA-mass spectrometry // Sci. Rep. 2017.

326. Devaud Y.R. h gp. Label-Free Quantification Proteomics for the Identification of Mesenchymal Stromal Cell Matrisome Inside 3D Polyethylene Glycol) Hydrogels // Adv. Healthc. Mater. 2018.

327. Chen X.-D. h gp. Extracellular Matrix Made by Bone Marrow Cells Facilitates Expansion of Marrow-Derived Mesenchymal Progenitor Cells and Prevents Their Differentiation Into Osteoblasts // J. Bone Miner. Res. 2007. T. 22, № 12. C. 1943-1956.

328. Wu J. h gp. Umbilical cord blood-derived non-hematopoietic stem cells retrieved and expanded on bone marrow-derived extracellular matrix display pluripotent characteristics // Stem Cell Res. Ther. 2016. T. 7, № 1. C. 1-14.

329. Gilpin A., Yang Y. Decellularization Strategies for Regenerative Medicine: From Processing Techniques to Applications // BioMed Research International. 2017.

330. Marinkovic M. h gp. One size does not fit all: Developing a cell-specific niche for in vitro study of cell behavior // Matrix Biol. 2016.

331. rao Pattabhi S., Martinez J.S., Keller T.C.S. Decellularized ECM effects on

141

human mesenchymal stem cell stemness and differentiation // Differentiation. 2014.

332. Rakian R. h gp. Native extracellular matrix preserves mesenchymal stem cell «stemness» and differentiation potential under serum-free culture conditions // Stem Cell Res. Ther. 2015.

333. Ji J. h gp. Decellularized matrix of adipose-derived mesenchymal stromal cells enhanced retinal progenitor cell proliferation via the Akt/Erk pathway and neuronal differentiation // Cytotherapy. 2018.

334. Zaidel-Bar R. h gp. Functional atlas of the integrin adhesome // Nat. Cell Biol. 2007.

335. Giancotti F.G., Tarone G. Positional Control of Cell Fate Through Joint Integrin/Receptor Protein Kinase Signaling // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2003.

336. Lo S.H. Focal adhesions: What's new inside // Developmental Biology. 2006.

337. Baron W., Colognato H., Ffrench-Constant C. Integrin-growth factor interactions as regulators of oligodendroglial development and function // Glia. 2005.

338. Schwab E.H. h gp. Distinct effects of rgd-glycoproteins on integ-rin-mediated adhesion and osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells // Int. J. Med. Sci. 2013.

339. Velling T., Stefansson A., Johansson S. EGFR and ß1 integrins utilize different signaling pathways to activate Akt // Exp. Cell Res. 2008.

340. Saller M.M. h gp. Increased stemness and migration of human mesenchymal stem cells in hypoxia is associated with altered integrin expression // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012.

341. Prowse A.B.J. h gp. Long term culture of human embryonic stem cells on recombinant vitronectin in ascorbate free media // Biomaterials. 2010.

342. Drees F. h gp. a-catenin is a molecular switch that binds E-cadherin-P-catenin and regulates actin-filament assembly // Cell. 2005.

343. Behrens J. h gp. Functional interaction of P-catenin with the transcription factor LEF- 1 // Nature. 1996.

344. Tyurin-Kuzmin P.A. h gp. Angiotensin receptor subtypes regulate adipose tissue renewal and remodelling // FEBS J. 2020. T. 287, № 6. C. 1076-1087.

345. Fischer M. h gp. YAP-mediated mechanotransduction in skeletal muscle // Frontiers in Physiology. 2016.

346. Eliazer S. h gp. Wnt4 from the Niche Controls the Mechano-Properties and Quiescent State of Muscle Stem Cells // Cell Stem Cell. 2019.

347. Camargo F.D. h gp. YAP1 Increases Organ Size and Expands Undifferentiated Progenitor Cells // Curr. Biol. 2007.

348. Cao H. h gp. Identification of a Lipokine, a Lipid Hormone Linking Adipose Tissue to Systemic Metabolism // Cell. 2008.

349. Watt F.M., Driskell R.R. The therapeutic potential of stem cells // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2010.

350. Schlegelmilch K. h gp. Yap1 acts downstream of a-catenin to control epidermal proliferation // Cell. 2011.

351. Panciera T. h gp. Induction of Expandable Tissue-Specific Stem/Progenitor Cells through Transient Expression of YAP/TAZ // Cell Stem Cell. 2016.

352. Kiecker C., Graham A., Logan M. Differential cellular responses to Hedgehog signalling in vertebrates-What is the role of competence? // Journal of Developmental Biology. 2016.

БЛАГОДАРНОСТИ

Я хочу выразить благодарность своему научному руководителю Анастасии Юрьевне Ефименко за доброжелательное отношение с первой нашей встречи и на протяжении всего срока аспирантуры, за мотивирующую к профессиональному развитию прямолинейность и за изумляющий пример Женщины в науке.

Я глубоко признательна директору Института регенеративной медицины, академику Всеволоду Арсеньевичу Ткачуку за то, что он во многом способствовал моему становлению в качестве научного специалиста и создал условия для плодотворной и самостоятельной работы в Институте регенеративной медицины в тесном сотрудничестве с коллегами, а также за ценные советы и неоценимую помощь на протяжении всего срока обучения в аспирантуре.

Я признательна своим коллегам, кандидатам биологических наук Григорьевой Ольге Александровне, Кулебякину Константину Юрьевичу и кандидату медицинских наук Макаревичу Павле Игоревичу, за постоянное внимание к работе и плодотворные обсуждения результатов. Я хочу поблагодарить своих товарищей - аспирантов кафедры биохимии и молекулярной медицины МГУ - Наталью Андреевну Александрушкину и Наталию Андреевну Басалову за хорошее настроение, приверженность общему делу, за помощь и дружеское отношение. Я хочу поблагодарить сотрудников Института регенеративной медицины Еремичева Романа Юрьевича, Нимирицкого Петра Петровича, Сагарадзе Георгия Дмитриевича за наставления и помощь в работе, Квятковского Александра Яковлевича и Бедареву Ирину Владимировну за теплое отношение и оперативность в вопросах организации работы Института регенеративной медицины. Кроме того, я хотела бы выразить признательность сотрудникам кафедры биохимии и молекулярной медицины МГУ: Сёминой Екатерине Владимировне, Сысоевой Веронике Юрьевне и Тюрину-Кузьмину Петру Алексеевичу за оказание профессиональной помощи на разных этапах работы, Кулебякиной

144

Марии Александровне за великолепные идеи при обсуждении работы при планировании экспериментов, Климович Полине Сергеевне и Рысенковой Карине Дмитриевне за доброжелательность и оказанное содействие в экспериментах.

Хочется также поблагодарить всех сотрудников, студентов и аспирантов кафедры биохимии и молекулярной медицины МГУ и Института регенеративной медицины МНОЦ МГУ за замечательную рабочую атмосферу, доброжелательное отношение и готовность оказать помощь.

Кроме того, выражаю признательность д.х.н. Марквичевой Елене Арнольдовне за предоставление RGD-TPP пептида, к.х.н. Путляеву Валерию Ивановичу и сотрудникам его научной группы за предоставление материала из керамики и содействие в проведении работы с животной моделью, а также к.м.н. Даниловой Наталье Владимировне за помощь в проведении гистологии образцов, полученных из экспериментов in vivo, а также соавторов своих публикаций.

Я бесконечно благодарна моей семье и близким за терпение, поддержку и внимание, без которых данная работа была бы невозможна.