Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск

ДЕФОРМАЦИЯ ЯДЕР КЕРАТИНОЦИТОВ HaCaT НА ОРИЕНТИРОВАННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ СУБСТРАТАХ

Полный текст:

Аннотация

Рельеф субстрата оказывает влияние на форму клеток, направление и скорость их миграции, форму клеточных ядер, уровень экспрессии генов. Для исследования этого влияния используют субстраты с заданным рельефом и химической структурой. В данной работе исследовано состояние ядер и актинового цитоскелета кератиноцитов человека линии HaCaT на субстратах (матриксах) из поли(ε-капролактона), полученных методом электроспиннинга. Были приготовлены и охарактеризованы два типа волокнистых матриксов. В изотропных матриксах волокна расположены хаотично, а в анизотропных большинство волокон располагаются однонаправленно. Показано, что на анизотропных матриксах в клетках HaCaT ядра более вытянуты, чем на изотропных, а актиновые фибриллы преимущественно ориентированы вдоль одного направления.

Об авторах

Е. Р. Павлова
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА России
Россия

Россия, 119435, г. Москва, Малая Пироговская, д. 1а

лаборант лаборатории медицинских нанотехнологий ФНКЦ ФХМ ФМБА России. Тел.: 8-499-246-48-43



Д. В. Багров
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

канд. физ-мат. наук, вед. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-57-38



Ю. В. Храмова
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

канд. биол. наук, науч. сотр. кафедры эмбриологии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-39-00



Д. В. Клинов
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА России
Россия

Россия, 119435, г. Москва, Малая Пироговская, д. 1а

канд. физ-мат. наук, зав. лабораторией медицинских нанотехнологий ФНКЦ ФХМ ФМБА России. Тел.: 8-499-246-48-43



К. В. Шайтан
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

докт. физ-мат. наук, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-23-74



Список литературы

1. Webster M., Witkin K.L., Cohen-Fix O. Sizing up the nucleus: nuclear shape, size and nuclear-envelope assembly // J. Cell Sci. 2009. Vol. 122. N 10. P. 1477–1486.

2. Versaevel M., Grevesse T., Gabriele S. Spatial coordination between cell and nuclear shape within micropatterned endothelial cells // Nat. Commun. 2012. Vol. 3. Article number 671.

3. Lunova M., Zablotskii V., Dempsey N.M., Devillers T., Jirsa M., Syková E., Kubinová Š., Lunov O., Dejneka A. Modulation of collective cell behaviour by geometrical constraints // Integr. Biol. 2016. Vol. 8. N 11. P. 1099–1110.

4. Doyle A.D., Wang F.W., Matsumoto K., Yamada K.M. One-dimensional topography underlies three-dimensional fibrillar cell migration // J. Cell Biol. 2009. Vol. 184. N 4. P. 481–490.

5. Chen C. S., Mrksich M., Huang S., Whitesides G.M., Ingber D.E. Geometric control of cell life and death // Science. 1997. Vol. 276. N 5317. P. 1425–1428.

6. Gaharwar A.K., Nikkhah M., Sant S., Khademhosseini A. Anisotropic poly (glycerol sebacate)-poly (ϵ-caprolactone) electrospun fibers promote endothelial cell guidance // Biofabrication 2014. Vol. 7. N 1. Article number 15001.

7. Lamers E., Walboomers X.F., Domanski M., Prodanov L., Melis J., Luttge R., Winnubst L., Anderson J.M., Gardeniers H.J.G.E., Jansen J.A. In vitro and in vivo evaluation of the inflammatory response to nanoscale grooved substrates // Nanomed.: Nanotech., Biol. Med. 2012. Vol. 8. N 3. P. 308–317.

8. Norman J. J., Desai T.A. Methods for fabrication of nanoscale topography for tissue engineering scaffolds // Ann. Biomed. Eng. 2006. Vol. 34. N 1. P. 89–101.

9. Ma Z., He W., Yong T., Ramakrishna S. Grafting of gelatin on electrospun poly(caprolactone) nanofibers to improve endothelial cell spreading and proliferation and to control cell orientation // Tissue Eng. 2005. Vol. 11. N 7–8. P. 1149–1158.

10. Heo S.-J., Nerurkar N.L., Baker B.M., Shin J.-W., Elliott D.M., Mauck R.L. Fiber stretch and reorientation modulates mesenchymal stem cell morphology and fibrous gene expression on oriented nanofibrous microenvironments // Ann. Biomed. Eng. 2011. Vol. 39. N 11. P. 2780–2790.

11. Sill T.J., von Recum H.A. Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering // Biomaterials. 2008. Vol. 29. N 13. P. 1989–2006.

12. Mo X. M., Xu C.Y., Kotaki M., Ramakrishna S. Electrospun P(LLA-CL) nanofiber: A biomimetic extracellular matrix for smooth muscle cell and endothelial cell proliferation // Biomaterials. 2004. Vol. 25. N 10. P. 1883–1890.

13. Hotaling N.A., Bharti K., Kriel H., Simon C. G. DiameterJ: A validated open source nanofiber diameter measurement tool // Biomaterials. 2015. Vol. 61. P. 327–338.

14. Rezakhaniha R., Agianniotis A., Schrauwen J.T.C., Griffa A., Sage D., Bouten C.V.C., van de Vosse F.N., Unser M., Stergiopulos N. Experimental investigation of collagen waviness and orientation in the arterial adventitia using confocal laser scanning microscopy // Biomech. Model. Mechanobiol. 2012. Vol. 11. N 3–4. P. 461–473.

15. Deitzel J.M., Kleinmeyer J., Harris D., Beck Tan N.C. The effect of processing variables on the morphology of electrospun nanofibers and textiles // Polymer. 2001. Vol. 42. N 1. P. 261–272.

16. Yang F., Murugan R., Wang S., Ramakrishna S. Electrospinning of nano/micro scale poly(l- lactic acid) aligned fibers and their potential in neural tissue engineering // Biomaterials. 2005. Vol. 26. N 15. P. 2603–2610.

17. Wang N., Tytell J.D., Ingber D.E. Mechanotransduction at a distance: mechanically coupling the extracellular matrix with the nucleus // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009. Vol. 10. N 1. P. 75–82.

18. Lombardi M.L., Jaalouk D.E., Shanahan C.M., Burke B., Roux K.J., Lammerding J. The interaction between nesprins and sun proteins at the nuclear envelope is critical for force transmission between the nucleus and cytoskeleton // J. Biol. Chem. 2011. Vol. 286. N 30. P. 26743–26753.

19. Almeida F.V, Walko G., McMillan J.R., McGrath J.A., Wiche G., Barber A.H., Connelly J.T. The cytolinker plectin regulates nuclear mechanotransduction in keratinocytes // J. Cell Sci. 2015. Vol. 128. N 24. P. 4475–4486.

20. Nathan A.S., Baker B.M., Nerurkar N.L., Mauck R.L. Mechano-topographic modulation of stem cell nuclear shape on nanofibrous scaffolds // Acta Biomater. 2011. Vol. 7. N 1. P. 57–66.

21. Badique F., Stamov D.R., Davidson P.M., Veuillet M., Reiter G., Freund J.N., Franz C. M., Anselme K. Directing nuclear deformation on micropillared surfaces by substrate geometry and cytoskeleton organization // Biomaterials. 2013. Vol. 34. N 12. P. 2991–3001.

22. Davidson P.M., Fromigué O., Marie P.J., Hasirci V., Reiter G., Anselme K. Topographically induced self-deformation of the nuclei of cells: Dependence on cell type and proposed mechanisms // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2010. Vol. 21. N 3. P. 939–946.

23. Khatau S.B., Hale C.M., Stewart-Hutchinson P.J., Patel M.S., Stewart C.L., Searson P.C., Hodzic D., Wirtz D. A perinuclear actin cap regulates nuclear shape // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009. Vol. 106. N 45. P. 19017–19022.


Для цитирования:


Павлова Е.Р., Багров Д.В., Храмова Ю.В., Клинов Д.В., Шайтан К.В. ДЕФОРМАЦИЯ ЯДЕР КЕРАТИНОЦИТОВ HaCaT НА ОРИЕНТИРОВАННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ СУБСТРАТАХ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2017;72(2):99-105.

For citation:


Pavlova E.R., Bagrov D.V., Khramova Yu.V., Klinov D.V., Shaitan K.V. NUCLEI DEFORMATION IN HACAT KERATINOCYTES CULTIVATED ON ALIGNED FIBROUS SUBSTRATES. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2017;72(2):99-105. (In Russ.)

Просмотров: 132


ISSN 0137-0952 (Print)