Внеклеточный матрикс как фактор регуляции физиологического микроокружения клетки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Внеклеточный матрикс (ВКM) представляет собой динамическую трехмерную сеть макромолекул, которая обеспечивает структурную поддержку клеток и тканей. За последние десятилетия накоплен значительный массив данных, показывающих, что ВКM играет также ключевую регуляторную роль. Структурные компоненты ВКМ (белки, гликопротеины, протеогликаны, гликозаминогликаны), комплекс ремоделирующих молекул (ферменты и их ингибиторы), депонируемые / высвобождаемые биологически активные медиаторы образуют единую функциональную систему, которая обеспечивает физиологический гомеостаз в тканях. ВКM может постоянно адаптироваться под действием механических, биохимических, физических сигналов, обеспечивая возможность конфигурирования различных тканей в соответствии с требованиями к их функциям. В обзоре кратко представлены современные данные о структурных компонентах ВКМ. Специальное внимание уделено аспектам, связанным с депонирующей функцией, а также биологически активным продуктам, образующимся в результате физиологического ремоделирования ВКМ. Обсуждена роль важнейшего физического фактора микроокружения – тканевого уровня кислорода в физиологию ВКМ клеток стромального дифферона.

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Физиологическая целостность тканей и органов обеспечивается взаимодействием компонентов, формирующих так называемые тканевые ниши. Понятие “тканевая ниша” изначально было предложено как совокупность клеточных / внеклеточных структур и биологически активных молекул для описания органотипического микроокружения костного мозга [120]. Однако в настоящее время термин “тканевая ниша” используется более широко для описания конкретных локусов, которые возникают благодаря взаимодействию между их конститутивными элементами. Эта гипотетическая ниша включает тканеспецифичные и поддерживающие стромальные клетки, а также внеклеточный матрикс (ВКМ). Взаимная регуляция клеточных и неклеточных компонентов осуществляется через клеточные рецепторы, специализированные клеточные контакты и растворимые медиаторы [19, 76, 84, 115, 144]. Биологически активные молекулы, продуцируемые клетками под действием различных сигнальных каскадов, хемотаксических градиентов, физических факторов, таких как напряжение сдвига, парциальное давление О2, температура, влияют не только на поведение самих клеток, но и на свойства секретируемых ими продуктов, в частности ВКM.

ВКМ представляет собой сложную сеть структурных макромолекул, ассоциированных с биологически активными медиаторами. К настоящему времени идентифицировано более 300 основных структурных матриксных компонентов, которые классифицированы согласно их принадлежности к коллагенам, гликопротеинам, протеогликанам, гликозаминогликанам [84, 134]. Роль ВКМ выходит за рамки простого обеспечения физической стабильности. Компоненты ВКМ формируют каркас для ткани, создают прочность на растяжение, ограничивая чрезмерную деформацию, а также обеспечивают надлежащую гидратацию тканей [108]. Матрикс постоянно обновляется в процессе физиологического ремоделирования за счет скоординированного действия протеаз и их ингибиторов. В результате этого процесса депонируются / высвобождаются биологически активные медиаторы, такие как факторы роста, цитокины, а также сами молекулы протеаз. Кроме того, результатом активности внеклеточных ферментов является образование фрагментов макромолекул, обладающих отличающейся от “родительских” биологической активностью. Комплекс биологически активных медиаторов и структурных белков ВКМ – это постоянно меняющаяся структура, которая поддерживает равновесие, управляя функциями клеток, такими как пролиферация, выживание, дифференцировка, миграция и секреторная активность [121]. Взаимодействие клеток и матрикса осуществляется по механизму обратной связи, обеспечивая поддержание физиологического гомеостаза в локальном микроокружении.

В настоящем обзоре рассмотрены различные аспекты участия ВКМ в “оркестрировании” клеточного микроокружения, включая его опорную, депонирующую и регуляторную функции.

СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ВНЕКЛЕТОЧНОГО МАТРИКСА: ОПОРА И РЕГУЛЯЦИЯ

Согласно классическим представлениям, структурные компоненты ВКМ можно разделить на аморфные (растворимые), которые представлены гликопротеинами, протеогликанами, гликозаминогликанами; а также опорные фибриллярные (нераcтворимые), которые образуют волокна и состоят из коллагенов и гликопротеинов (элаcтина, ламинина) [134]. Количество и качественный состав ВКМ существенно варьирует в зависимости от типа ткани.

Коллагены являются основными белками соединительной ткани, составляя более 30% ВКМ. Фибриллы коллагена имеют характерную трехспиральную структуру, которая обеспечивает жесткость внеклеточного каркаса в тканевых нишах. Семейство коллагенов состоит из 28 членов и в зависимости от их надмолекулярной структуры и функции классифицируется на несколько подсемейств [57, 73, 131]. По локализации их можно разделить на коллагены базальных мембран и интерстициальные. В базальных мембранах клеток присутствуют коллагены типов IV, VII, XV, XVII и XIX, образующие сеть, которая определяет границы внутри тканей, отделяя, например, эпителиальные или эндотелиальные слои от интерстициального матрикса. Интерстициальные фибриллярные коллагены I и III, которые составляют 80–90% от общего количества коллагена, а также коллагены II, VI, VIII обеспечивают механическую прочность тканей и обильно предcтавлены в органах, устойчивых к раcтяжению (коcти, сухожилия, хрящи). Коллаген IX в значительном количестве присутствует в соединительных тканях и часто распределяется совместно с коллагеном II. Коллагены XI, XXIV, XXVII, XII, XIV, XX и X находятся в основном в сухожилиях и хрящах. Для эпителиальных тканей характерны коллагены XIII и XVII. К тканеспецифичным относятся коллаген XXVIII, который входит в состав базальных мембран клеток глии в периферической нервной системе, а также коллаген XXII, имеющий очень специфическую локализацию в миофасциальных соединениях [57]. Помимо cтруктурной функции коллагеновые каркаcы опосредуют передачу cигналов между клетками, что влияет на миграцию, адгезию, ангиогенез, развитие и воccтановление тканей [66].

В дополнение к белковым структурам коллагенов в формировании каркаса ВКМ принимают участие нерастворимые гликопротеины. Ламинины – это cемейcтво больших мультидоменных, гетеротримерных гликопротеинов. Образуя cеть c коллагеном IV, они играют важную роль в cтруктурной организации базальных мембран [8]. Помимо этого, ламинины взаимодейcтвуют c клеточной поверхноcтью через cвязывание c интегринами, диcтрогликанами и cульфатированными гликолипидами, что вноcит вклад в модуляцию адгезии, дифференцировки, миграции, обеспечение cтабильноcти фенотипа и уcтойчивоcти к апоптозу [52].

Эластин – высокополимеризованный нерастворимый гликопротеин, который формируется во время эмбрионального развития и детства и сохраняется почти всю жизнь, постепенно разрушаясь во взрослом возрасте и при старении [42]. Период полураспада эластина оценивается примерно в 70 лет [40]. Это фибриллярный белок с высокоэластичными характеристиками, хорошо представлен в тканях, которым необходима способность восстанавливать свою форму после растяжения (кожа, легкие, cвязки, cоcуды) [24, 77]. Эластин содержит два типа аминокислотных последовательностей, одна из которых отвечает за сшивание, а другая – за гидрофобность. Обширные сшивки в эластине как раз и обеспечивают высокую прочность и нерастворимость. Другие структурные белки, такие как фибриллины, фибулины и гликопротеины, ассоциированные с микрофибриллами, участвуют в формировании сложной структуры эластиновых волокон [77].

Аморфный компонент основного ВКМ, как уже упоминалось, состоит из гликопротеинов и протеогликанов. Гликопротеины – это белки с ковалентно присоединенными короткими разветвленными олигосахаридными цепями. Это самая многочисленная группа компонентов ВКМ, их определено около 200.

Наиболее известным среди этих молекул является фибронектин – широко раcпроcтраненный мультидоменный гликопротеин, который приcутcтвует в ВКМ большинcтва тканей. Фибронектин образует cтабильные раcтворимые фибриллы вокруг клеток [109]. Его многодоменноcть позволяет одновременно cвязыватьcя с рецепторами клеточной поверхности, коллагеном, протеогликанами и другими молекулами. Это обеспечивает связи между ВКМ и клетками через интегрины и другие рецепторы для регуляции клеточной адгезии, миграции и дифференцировки [41, 151]. Способность к образованию супрамолекулярных комплексов делает фибронектин важным регулятором организации и стабильности ВКМ, опоcредует cборку фибрилл других белков, а также регулирует механические свойства, такие как натяжение, за счет конформационных изменений волокон [97].

Большинство гликопротеинов (тромбоспондины, тенасцины, остеонектин, остеопонтин, периостин, фибуллины, белок олигомерного матрикса хряща (COMP), белки семейства CCN) во внеклеточном пространстве участвуют в организации фибрилл коллагена, эластина и фибронектина, а также взаимодействуют с протеогликанами и депонируют ионы кальция [99]. Белки гликопротеинов способны связываться с разнообразными клеточными рецепторами (интегрины, синдеканы, рецепторы гиалуроновой кислоты (CD44), скавенджер-рецепторы (CD36), белок 6, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности (LRP-6)), таким образом активируя соответствующие сигнальные пути. Белки матрикса, связывая растворимые факторы роста (например, VEGF, FGF-2, латентный TGF-β), обеспечивают их пространственное взаимодействие с соответствующими рецепторами, тем самым модулируя активность ферментов [43, 104, 119].

Остеопонтин, локализуясь на мембране, опосредует адгезию и миграцию клеток. Во внутриклеточном пространстве тромбоспондины-1 и -4, остеонектин и COMP регулируют уровень кальция в эндоплазматическом ретикулуме и выступают шаперонами для молекул ВКМ [36].

Тенасцины имеют три различных домена: подобный эпидермальному фактору роста (EGF), домен фибронектина III типа и фибриногеноподобную глобулу. Эти домены взаимодействуют с другими белками ВКM, такими как коллагены, фибронектин, фибриллины, протеогликаны, факторы роста, хемокины и другие растворимые факторы. Кроме того, тенасцины модулируют клеточную адгезию через взаимодействие с интегринами. Они играют важную роль в эмбриональном развитии и патогенезе, а также, вероятно, в гомеостазе тканей [91]. Тенасцин-C cвязываетcя c фибронектином и может ингибировать миграцию клеток за счет cвязывания фибронектина и cиндекана-4, а также передачу cигнала поcредcтвом интегринов [59]. Показано, что тенасцин-C участвует в морфогенезе тканей в ходе эмбриогенеза, его присутствие во взрослых тканях ограничено некоторыми нишами стволовых клеток, лимфоидными органами и сухожилиями [97]. При повреждении ткани в постэмбриональном периоде уровень тенасцина-C может увеличиваться. В этом случае он выступает в качестве эндогенной молекулы (молекулярного паттерна), ассоциированной с опасностью (DAMP), и рассматривается как маркер многих cоединительнотканных патологий [136]. Тенасцин-W вовлечен в остеогенез и в изобилии присутствует в специфических нишах стволовых клеток и в плотных соединительных тканях [118, 136], а тенасцин-R экспрессируется в центральной нервной системе и в основном связан с нейрогенезом [149].

Тромбоcпондины ассоциированы c компонентами ВКМ, такими как гепаранcульфат, и рецепторами на клеточной мембране. Тромбоcпондин-1 cвязывает TGF-β и вовлечен в процеccы заживления ран [81]. Тромбоcпондин-2 учаcтвует в cборке коллагена и cпоcобен ингибировать ангиогенез [98].

COMP или тромбоcпондин-5 приcутcтвует преимущеcтвенно в хряще и cухожилиях, cпоcобcтвует формированию коллагеновых фибрилл и модулирует адгезию хондроцитов к компонентам ВКМ через CD47 и интегрины [51, 114].

Протеогликаны – выcокомолекулярные cоединения, cоcтоящие из ковалентно cвязанного белка (5–10%) и гликозаминогликанов (90–95%). Гликозаминогликаны представлены несульфатированными (гиалуроновая кислота) и сульфатированными молекулами (гепарин и хондроитин-, дерматан-, гепаран-, кератанcульфаты) [69]. Благодаря гликозаминогликанам протеогликаны способны связывать многочисленные цитокины и факторы роста и удерживать их в ВКМ [70, 117]. У млекопитающих идентифицировано около 36 протеогликанов, которые обнаруживаются как в интерстициальном ВКМ, так и в базальных мембранах. В зависимости от локализации и гомологии, протеогликаны делятся на четыре семейства: внутриклеточные, cвязанные c клеточной поверхноcтью, перицеллюлярные и внеклеточные [60]. К настоящему времени описан только один внутриклеточный протеогликан серглицин, участвующий в упаковке содержимого секреторных гранул. К внеклеточно секретируемым относятся гиалуроновая кислота, гиалектаны, лейцин-богатые протеогликаны (SLRPs).

Гиалуроновая кислота – это молекула с особыми свойствами, принципиально важная для физиологии клеточного микроокружения. Она cинтезируетcя на клеточной мембране, не ассоциирована c белком, не сульфатирована, может нековалентно cвязыватьcя c другими протеогликанами, локализуетcя в перицеллюлярном проcтранcтве, cвязана c плазматичеcкой мембраной через гликопротеиновый рецептор или через свои cинтазы. Гиалуроновая кислота играет ключевую роль в поддержании тканевого и репаративного гомеостаза, так как способствует удержанию воды, что обеcпечивает плаcтичноcть и структурную целостность тканей [141]. SLRPs контролируют пространственные свойства тканей в процессе развития и гомеостаза, поскольку они связывают факторы роста, а также регулируют фибриллогенез коллагена [60]. Гиалектаны, помимо связывания с гиалуроновой кислотой, вовлечены в регуляцию многочисленных клеточных функций [21]. Перицеллюлярные протеогликаны, такие как перлекан и агрин, взаимодействуют с различными клеточными рецепторами и могут модулировать работу сердечно-сосудистой и опорно-двигательной систем [89]. Гиалуронан и версикан локализованы в интерстициальном ВКМ. Связываясь друг с другом, эти молекулы образуют длинные нити, которые играют важную роль в модуляции воспалительных реакций на инфекцию и повреждение тканей, а также в адгезии и миграции иммунных клеток [38, 146].

Краткий анализ современных представлений о структурных компонентах ВКМ показывает, что их механические свойства неотделимы от регуляторных эффектов. Физические свойства ВКМ, включая его жесткость, плотность, пористость, нерастворимость и топографию (пространственное расположение и ориентацию), служат физическими сигналами для клеток [142] Механические свойства внеклеточных структур в основном воспринимаются клеточными рецепторами-интегринами, которые связывают внеклеточный матрикс с актиновым цитоскелетом внутри клеток. В ответ на эти входящие сигналы клетки соответствующим образом модулируют исходящий сигнал, что приводит к модификации ВКМ. Так, увеличение жесткости структур ВКМ вызывает кластеризацию интегринов, усиление фокальной адгезии, активацию Rho и MAP киназ, что приводит к увеличению пролиферации и миграции клеток [142]. Кроме того, жесткость матрикса регулирует дифференцировку. Например, на мягких матрицах мезенхимальные стволовые клетки предпочитают нейрогенный путь, а на жестких – остеогенный [37]. Далее мы рассмотрим, как структуры матрикса участвуют в регуляции функциональной активности клеток не за счет основных структурных компонентов, а с помощью ассоциированных биологически активных медиаторов и продуктов деградации молекул ВКМ.

ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС КАК ДЕПО БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ МЕДИАТОРОВ

Выступая в качестве резервуара для факторов роста и других растворимых медиаторов, перицеллюлярный ВКМ локализует регуляторные молекулы около поверхности клеток, а интерстициальный – обеспечивает градиент, по которому координируется клеточная активность. Компоненты ВКМ могут депонировать медиаторы, делая их неактивными, тем самым ингибируя их взаимодействие с рецепторами на клеточной поверхности [83]. Депонированные факторы роста и цитокины могут быть освобождены или активированы в результате протеазной активности клеток в ответ на сигналы из микроокружения [32, 107]. После высвобождения эти молекулы влияют на функциональную активность клеток, включая накопление ВКМ, его структуру, а также взаимодействие с другими клеточными компонентами. Такая неструктурная функция ВКМ, контролирующая пространственно-временное представление биоактивных медиаторов клеткам, обуславливает механизмы участия матрикса в физиологическом и репаративном гомеостазе [44, 122] (табл. 1).

 

Таблица 1. Структурные компоненты, участвующие в депонировании биоактивных молекул

Молекулы ВКМ

Биоактивные молекулы

Тромбоспондин-١

Факторы роста: TGF-β1

Агрин

Факторы роста: TGF-β1, TGF-β2

Гепаран сульфат

Факторы роста: TGF-β1, TGF-β2, FGF

Хемокины: CXCL8

Гепарин

Факторы роста: FGF, VEGF, PDGF, HGF

Цитокины: IL-4, IFNγ, RANTES, IL-7

Тенасцин-С

Факторы роста: семейство TGF-β, семейство FGF, VEGF, PDGF, IGF-BPs Цитокины: CCL21

Фибронектин плазмы

Факторы роста: VEGF, BMP-1, HGF, FGF-2, PDGF, TGF-β1

Фибронектин тканевой

Цитокины: IL-7, IL-2, TNF-α

Ламинин

Цитокины: IL-7, IL-2, TNF-α

Фибриллин-١

Факторы роста: TGF-β1, BMPs

Бигликан

Факторы роста: TGF-β1, TNF-β, BMP-2, BMP-4, BMP-6, WISP1

ECM-1

Факторы роста: TGF-β1

Декорин

Факторы роста: TGF-β1, PDGF, CTGF, WISP1, LRP1

Примечание. Адаптировано из [44, 88].

 

Основными факторами роста, депонируемыми в ВКМ, являются TGF-β (связанный с коллагеном IV, фибронектином, витронектином, остеонектином, тромпоспондином, бетагликаном, бигликаном и декорином), активины, BMP, CTGF, FGF (взаимодействующие с фибриногеном, фибронектином, гепарансульфатами / гепарином, остеонектином), PDGF (ассоциированный с коллагенами I,II,III, IV,V,VI, фибронектином, витронектином, остеонектином, гиалуроновой кислотой), эпидермальный фактор роста (EGF), (IGF)-I и II, VEGF (взаимодействующие с фибронектином, гепарансульфатом / гепарином, ГК, остеонектином).

TGF-β – один из основных медиаторов, участвующих в регуляции продукции и депонирования ВКМ, в частности коллагенов и ламининов [2, 9, 71]. Он представлен тремя изоформами и продуцируется в ассоциации со вторым белком – TGF-β-связанным протеином. Во внеклеточном пространстве этот комплекс в неактивной форме находится в связи с фибриллярными белками (фибронектинами, фибриллинами, фибулинами), создавая резервуар TGF-β. Аморфные компоненты (гепарансульфат, протегликаны) также могут связываться с изоформами TGF-β и регулировать локальные градиенты и активность фактора роста [10, 82, 87, 98]. Активный фактор высвобождается в результате протеолитической деградации или механической деформации комплекса [98]. Кроме того, тромбоспондин-1 является эндогенным активатором TGF-β1 во время репарации и ремоделирования тканей, вызывая высвобождение активного TGF-β1 посредством непротеолитического механизма [98, 100, 123, 124]. Протеогликаны бигликан и декорин ингибируют активность членов семейства TGF-β [34], связываясь с их рецепторами [62]. Среди других членов суперсемейства TGF-β необходимо отметить BMP и активины, которые секвестрируются в ВКМ, в основном взаимодействуя с фибриллином и коллагеном IV [78].

CTGF является нижележащим медиатором каскада TGF-β. Он экспрессируется совместно с TGF-β и стимулирует пролиферацию клеток и синтез ВКМ. Сверхактивация пути TGF-β индуцирует повышенную экспрессию CTGF, что приводит к аномальному локальному отложению компонентов ВКM и фиброзу. Помимо TGF-β, другие модуляторы экспрессии CTGF включают VEGF, TNF-α и активные формы кислорода (АФК) [47, 74].

FGF тесно связан с ВКM, особенно с гепарансульфатами [103]. Воздействуя на его рецептор (FGFR), можно регулировать синтез специфических компонентов ВКМ, таких как коллагены, ламинины и фибронектин [11, 65, 85, 125].

Активность и диффузия в ткани PDGF регулируются связыванием с компонентами ВКМ, такими как декорин, остеонектин, сульфатированные гликозаминогликаны, которые изолируют PDGF во внеклеточном пространстве в неактивной форме и ингибируют его действие [50, 55, 130]. Точно так же VEGF после выхода из клетки остается пространственно ограниченным за счет взаимодействия с гепарансульфатами [113, 148]. IGF-1,-2 регулируют отложение коллагена.

Установлено, что некоторые цитокины могут непосредственно связываться со специфическими компонентами ВКM, в результате чего их эффекты локализуются в определенных областях и/или они могут храниться в матриксе для последующего высвобождения. ВКM содержит большое количество цитокинов и хемокинов, секретируемых, например, иммунными клетками, проникающими в ткани при повреждении. Многие белки ВКМ имеют сродство к этим молекулам, создавая хемоаттрактантный и иммуномодулирующий градиенты, дополнительно привлекая и активируя поступающие иммунные клетки. Показано, что гликопротеины, такие как витронектин и версикан, способны связывать интерлейкины (IL), гепарансульфат связывает IL-4 [80], интерферон (IFN)γ [79] и IL-7 [5]. Точно так же IL-7 и IL-2 взаимодействуют с фибронектином [5], ламинином и коллагеном IV; TNF-α [139] – с фибронектином [3] и ламинином [54]. Наконец, тенасцин-С связывает CCL21, что играет роль в рекрутировании регуляторных Т-клеток [133].

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПРОДУКТЫ ДЕГРАДАЦИИ ВНЕКЛЕТОЧНОГО МАТРИКСА

В результате физиологического ремоделирования многочисленные структурные компоненты ВКМ подвергаются ограниченному протеолизу, что приводит к высвобождению фрагментов, проявляющих биологическую активность. Кроме того, неферментативные воздействия, такие как адсорбция, гетеротипическое связывание, механические воздействия, опосредуемые клетками, денатурация, самосборка, АФК, также могут высвобождать биоактивные матриксные участки в ВКМ [28, 68].

Фрагменты молекул, которые образуются в результате протеолитического расщепления ВКМ и имеют отличные от исходных молекул биологические функции, предложено называть матрикинами [145].

К настоящему времени описан целый ряд таких медиаторов – производных различных компонентов матрикса. Биоактивные матрикины получены из коллагенов разных типов: IV – аррестин, канстатин, тумстатин и метастатин, XVIII – эндостатин и неостатин, VIII – вастатин, XV – рестин [129]. В результате протеолиза фибронектина образуется анастеллин, перлекана - эндорепеллин, эластина - пептиды, полученные из эластина, или эластокины [70].

Биологическая активность матрикинов опосредована сетью взаимодействия, которую они образуют с интегринами и рецепторами факторов роста. Они регулируют многочисленные биологические процессы, такие как аутофагия, ангиогенез, адипогенез, фиброз, рост опухолей, метастазирование и заживление ран [7]. Показано, что ряд коллаген-производных матрикинов обладают антиангиогенными и/или противоопухолевыми свойствами [94, 111]. Фрагменты из матриклеточных гликопротеинов, таких как остеонектин и тромбоспондины, а также эластокины способны как усиливать ангиогенез, так и проявлять антиангиогенную активность с большей эффективностью, чем полноразмерные молекулы (в случае тромбоспондинов). Изменение состояния сосудов, предположительно, может быть обусловлено влиянием матрикинов на поведение эндотелиальных клеток за счет конкуренции с интактными компонентами ВКM за взаимодействие с интегринами [7]. Эластокины показали эффективность в физиологическом поддержании артерий и предотвращении фотостарения кожи [77]. Канстатин имеет антилимфангиогенное действие и модулирует активность потенциал-зависимых кальциевых каналов в кардиомиоцитах [105], пептиды эндостатина обладают антифибротическим действием [110].

При физиологическом ремоделировании ВКМ локальная биоактивность матрикинов способствует поддержанию гомеостаза тканей. Однако в патологических ситуациях, когда баланс нарушается в пользу деградации ВКМ, повышение уровня матрикинов может внести значительный вклад в развитие патологий. Отмечена роль матрикинов в прогрессии фиброза, рака, сердечно-сосудистых, легочных заболеваний [62].

МОДУЛЯЦИЯ СВОЙСТВ ВНЕКЛЕТОЧНОГО МАТРИКСА ФАКТОРАМИ МИКРООКРУЖЕНИЯ: “ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ” ГИПОКСИЯ

Свойства ВКМ в локальных тканевых нишах зависят от факторов конкретного микроокружения. Это, в свою очередь, может вносить вклад в регуляцию поведения как матрикс-продуцирующих клеток, так и других клеточных популяций, населяющих эти ткани. К внеклеточным факторам, которые оказывают влияние на состояние ВКМ, надо отнести такие, как рН [149], температура, механические стимулы, регуляторные молекулы, клеточные метаболиты [44], рО2 [107]. Среди перечисленных уровень О2 является одним из наиболее важных, о чем свидетельствует все возрастающий интерес к изучению уровне О2 как фактора локального микроокружения.

Концентрация кислорода в тканях человека колеблется от 1 до 11% [20]. В некоторых тканях концентрация О2 является относительно высокой, как в почечной ткани (около 10%) [95]. Физиологические значения О2 могут быть намного ниже в некоторых тканевых нишах, например в костном мозге, где этот показатель составляет от 1.3 до 4.2% [132]. Для обозначения уровня О2 в тканях предложены термины “in situ нормоксия” [61], “физиоксия” [20] или “физиологическая” гипоксия [4]. Последнего определения мы придерживаемся в своих работах [17, 18].

Выяснение механизмов влияния уровня О2 на клеточную физиологию крайне важно как для фундаментальных, так и прикладных исследований. В экспериментах по изучению нормальной физиологии клеток необходимо учитывать вопросы оксигенации при создании микроокружения in vitro. Это влияет на молекулярный, метаболический и секреторный профиль клеток. В нашей лаборатории подробно исследованы особенности функциональной активности малокоммитированных предшественников стромального дифферона – мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (МСК) при “физиологической” гипоксии [17, 18]. Мы показали, что в таких условиях МСК существенным образом модифицируют функциональную активность, демонстрируя более высокий пролиферативный потенциал, сниженный уровень ответа на дифференцировочные стимулы, увеличение ангиогенной активности, что связано, по-видимому, с увеличением вклада гликолитической составляющей в продукцию АТФ [17].

ВКМ является динамичной структурой, ремоделирование которой также связано с уровнем О2 в клеточном микроокружении. Учитывая, что именно клетки стромального дифферона являются основными продуцентами ВКМ в организме, логично проанализировать данные относительно особенностей ВКМ таких клеток при тканевых уровнях О2 [1].

Адаптация клеток к снижению уровня O2 в микроокружении происходит через гипоксия-зависимый сигнальный путь при активации транскрипционного фактора, индуцируемого гипоксией (HIF) [126]. В том числе регулируются процессы гликолиза, ангиогенеза, клеточного цикла, апоптоза, развития и дифференцировки [53]. Рассмотрение роли гипоксии в ремоделировании ВКМ в основном опирается на исследования острого гипоксического / ишемического влияния на клетки [14, 48]. Известно, что при снижении уровня О2 регуляция продукции матрикса также опосредуется HIF-1α, транскрипционными мишенями которого являются как структурные, так и регуляторные молекулы ВКМ [107]. Показано, что после коротких гипоксических воздействий происходит HIF-зависимое увеличение экспрессии генов коллагенов [13, 30, 116], фибронектина [58, 92], фибулинов и аггрекана [92], а также синтеза компонентов ВКМ [67, 75]. При этом протеомный анализ МСК после гипоксического стресса выявил снижение количества коллагенов COL1a2, COL1a1 и COL3a1 и белков, связанных с организацией и деградацией ВКМ, (TIMP2, FBLN2, FBN1, COL14a2, LAMA5, ECM1 и SPARC), а также изменения в сигнальных путях, регулирующих метаболизм гликозаминогликанов и фибриллярных белков [15]. Основные эффекты были связаны с белками, обеспечивающими прочность и механическую стабильность коллагеновых фибрилл [112].

После гипоксического воздействия HIF-регулируемая экспрессия пролилгидрокcилазы и лизилгидроксилаз, а также пострансляционная модификация коллагенов, которая обеспечивает выровненность фибрилл и увеличение жесткости ВКМ, показана в стромальных клетках из опухолей [6, 35, 46, 64]. Эти эффекты могли быть обусловлены увеличением продукции лизилокcидаз и лизилоксидаз-подобных ферментов, ответственных за образование поперечных сшивок между коллагеновыми волокнами, что может способствовать миграции [12, 26, 46]. Кроме того, продемонстрировано увеличение транскрипции матриксных металлопротеиназ MMP-2 и ММР-9, деградирующих молекулы ВКМ [23, 96], а также активатора плазминогена урокиназного типа и рецептора к нему, изменяющих взаимодейcтвие ВКМ-интегрины [16]. Гипоксия также модулирует адгезию клеток к ВКМ посредством изменения экспрессии субъединиц интегринов. Через HIF-зависимый путь увеличивалась транскрипция интегринов или их субъединиц: β1 – в фибробластах, αvβ3 – в МСК плаценты [25].

Интерес к гипоксическим эффектам на физиологию ВКМ клеток стромального дифферона, в частности МСК, постоянно растет в связи с востребованностью этих клеток в регенеративной медицине и тканевой инженерии. Однако данных о физиологическом гомеостазе матрикса стромальных предшественников при длительных гипоксических воздействиях крайне мало. После остеоиндукции при уровне О2 1–10% в МСК выявлено снижение экспрессии генов, кодирующих белки остематрикса – SPP1 (остеопонтин) и BGLAP (остеокальцин) [143, 149] IBSP (костный сиалобелок, связывающий интегрины) [33, 39], COL1A1 [149], а также основного остеогенного транскрипционного фактора RUNX2 [149]. В гипоксических условиях МСК более активно отвечали на хондрогенные стимулы, что проявилось в увеличении транскрипции “хондро”-генов: SOX6, SOX5, SOX9 [71, 90] COL2A1, AGC1 [90], а также продукции компонентов матрикса, характерных для ткани хряща: несульфатированных гликозаминогликанов, хондроитин-4-сульфата, аггрекана [101], коллагена II, IX, XI типов [71].

Таким образом, продукция и деградация ВКМ клетками стромального дифферона, в частности МСК, напрямую зависит от уровня О2. Особенности формируемого при этом стромального пространства могут определять функциональную активность клеток in vivo. Исследование гипоксия-зависимых эффектов на ВКМ клеток стромального дифферона различной коммитированности имеет большое значение, поскольку от этого может зависеть как их вовлечение в физиологические и репаративные процессы in vivo, так и применение в протоколах регенеративной медицины и тканевой инженерии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Организация внеклеточного матрикса многоклеточных весьма консервативна. Вне зависимости от ткани в нем всегда присутствуют основные структурные компоненты: белки, гликопротеины, протеогликаны, гликозаминогликаны. С другой стороны, ВКМ демонстрирует удивительное разнообразие качественной и количественной представленности этих компонентов, обеспечивая тканеспецифичность. Наиболее ярким примером могут служить рыхлая и плотная соединительные ткани, представленные дермой кожи и костным матриксом, соответственно. В связи с этим исследование фундаментальных механизмов участия ВКМ в регуляции физиологического микроокружения является одним из наиболее востребованных направлений в современной клеточной физиологии.

К настоящему времени убедительно показано, что взаимодействие компонентов ВКM создает структурный каркас тканей через сеть взаимодействий, приводящих к образованию макромолекулярных комплексов, таких как коллагеновые фибриллы и эластические волокна. Эти структуры не только обеспечивают механическую опору, но и вовлекаются во взаимодействие с клетками, регулируя их рост и поведение. Эти контакты реализуются по принципу обратной связи (рис. 1) [27, 45]. Клетки производят, секретируют, запасают и ремоделируют ВКM, адаптируя состав и топографию к конкретным условиям микроокружения. ВКM, в свою очередь, передает сигналы клеткам [44]. Такой механизм обратной связи необходим для быстрой реакции клеток на изменения окружающей среды. Эффекты ВКМ могут быть по-разному реализованы. ВКМ способен напрямую связывать различные типы рецепторов клеточной поверхности, тем самым опосредуя закрепление клеток и регулируя пути, участвующие во внутриклеточной передаче сигналов и механотрансдукции. Кроме того, ВКМ может действовать за счет неканонического представления факторов роста и других биологически активных медиаторов, а также высвобождать в результате ограниченного протеолиза функциональные фрагменты – матрикины.

 

Рис. 1. Двунаправленная взаиморегуляция в системе клетка – внеклеточный матрикс. Клетки постоянно продуцируют ВКМ, а также молекулы, участвующие в его ремоделировании (протеазы и их ингибиторы). ВКМ обеспечивает физический каркас и депонирование биологически активных медиаторов, экскретируемых клетками. Ремоделирование ВКМ приводит к образованию продуктов, которые могут влиять как на исходные продуцирующие клетки, так и на другие клеточные компоненты микроокружения. Гомеостаз такой структурно-функциональной единицы поддерживается по принципу обратной связи между клеточными и неклеточными элементами и регулируется внутренними (клетка-матрикс) и внешними взаимодействиями (физические факторы микроокружения).

 

Двунаправленное взаимодействие клеток и матрикса создает специфические тканевые ниши, представляющие структурно-функциональные единицы тканей. Исследование роли неклеточных факторов микроокружения, таких как уровень О2, АФК, воспалительных цитокинов и др., может внести существенный вклад в углубление представлений о взаимодействии всех компонентов ниши в обеспечении и поддержании физиологического гомеостаза.

Понимание физиологии ВКМ необходимо для самых разных областей биологии: от эмбрионального развития до физиологического, репаративного, патологического ремоделирования тканей взрослого организма. В связи с этим весьма востребованными представляются современные направления исследований, связанные с получением ВКМ от различных типов клеток при моделировании факторов локального микроокружения. Эти структуры могут быть использованы не только для оценки влияния среды на состав и функциональную активность ВКМ, но и для разработки протоколов направленной модификации свойств клеток при использовании в качестве подложек. Кроме того, высокая биологическая активность открывает хорошие перспективы для поиска подходов к использованию ВКМ в качестве мишени терапевтического воздействия. Проведение подобного рода исследований позволит не только расширить фундаментальные представления о физиологии локальных тканевых ниш, но повысит терапевтический потенциал новых стратегий, основанных на использовании внеклеточного матрикса.

ФИНАНСОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-15-00062.

Сокращения: АТФ – аденозинтрифосфат; АФК – активные формы кислорода; ВКМ – внеклеточный матрикс; МСК – мезенхимальные стромальные клетки; BMP – костный морфогенетический белок; CCL – хемокин класса С-С; COMP – белок олигомерного матрикса хряща; CTGF – фактор роста соединительной ткани; DAMP – молекулярные паттерны, связанные с повреждением; EGF – эпидермальный фактор роста; FGF – фактор роста фибробластов; FGFR – рецептор фактора роста фибробластов; HGF – фактор роста гепатоцитов; HIF – фактор, индуцируемый гипоксией; IGF – инсулиноподобный фактор роста; IGF-BP – белки, связывающие инсулиноподобный фактор; IL – интерлейкин; LRP1 – белок 1, родственный рецептору липопротеинов низкой плотности; LRP6 – белок 6, родственный рецептору липопротеинов низкой плотности; PDGF – фактор роста тромбоцитов; SLRP – лейцин-богатые протеогликаны; TGFβ – трансформирующий фактор роста бета; VEGF – фактор роста эндотелия сосудов; TNFα – фактор некроза опухоли α; TNFβ – фактор некроза опухоли β; WISP1 – Wnt-1-индуцированный секретируемый белок 1.

×

Об авторах

Е. Р. Андреева

ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: elena.rjnrepz@yandex.ru
Россия, 123007, Москва

Д. К. Матвеева

ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН

Email: matveeva.dajana@yandex.ru
Россия, 123007, Москва

О. В. Жидкова

ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН

Email: olgavzhidkova@gmail.com
Россия, 123007, Москва

Л. Б. Буравкова

ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН

Email: buravkova@imbp.ru
Россия, 123007, Москва

Список литературы

  1. Матвеева Д.К., Андреева Е.Р. Регуляторная активность децеллюляризированного матрикса мультипотентных мезенхимных стромальных клеток // Цитология. 2020. Т. 62. № 10. C. 699–715. https://doi.org/10.31857/S004137712010003X
  2. Akalu A., Brooks P.C. Matrix, extracellular and interstitial // Encyclopedia of molecular cell biology and molecular medicine / ed. Meyers R.A. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2006. P. mcb.200400091. https://doi.org/10.1002/3527600906.mcb.200400091
  3. Alon R., Cahalon L., Hershkoviz. et al. TNF-alpha binds to the N-terminal domain of fibronectin and augments the beta 1-integrin-mediated adhesion of CD4+ T lymphocytes to the glycoprotein // J. Immunol. 1994. V. 152. № 3. P. 1304–1313.
  4. Antebi B., Rodriguez L.A. 2nd, Walker K.P. 3rd, et al. Short-term physiological hypoxia potentiates the therapeutic function of mesenchymal stem cells // Stem. Cell. Res. Ther. 2018. V. 9(1). P. 265. https://doi.org/10.1186/s13287-018-1007-x
  5. Ariel A., Hershkoviz R., Cahalon L. et al. Induction of T cell adhesion to extracellular matrix or endothelial cell ligands by soluble or matrix-bound interleukin-7 // Eur. J. Immunol. 1997. V. 27. № 10. P. 2562–2570. https://doi.org/10.1002/eji.1830271015
  6. Aro E., Khatri R., Gerard-O’Riley R. et al. Hypoxia-inducible Factor-1 (HIF-1) but Not HIF-2 Is Essential for Hypoxic Induction of Collagen Prolyl 4-Hydroxylases in Primary Newborn Mouse Epiphyseal Growth Plate Chondrocytes // J. Biol. Chem. 2012. V. 287. № 44. P. 37134–37144. https://doi.org/10.1074/jbc.M112.352872
  7. Arroyo A.G., Iruela-Arispe M.L. Extracellular matrix, inflammation, and the angiogenic response // CVR. 2010. V. 86. № 2. P. 226–235. https://doi.org/10.1093/cvr/cvq049
  8. Aumailley M., Smyth N. The role of laminins in basement membrane function // J. Anatomy. 1998. V. 193. № 1. P. 1–21. https://doi.org/10.1046/j.1469-7580.1998.19310001.x
  9. Bai T., Chen C.-C., Lau L.F. Matricellular protein CCN1 activates a proinflammatory genetic program in murine macrophages // J. Immunol. 2010. V. 184. № 6. P. 3223–3232. https://doi.org/10.4049/jimmunol.0902792
  10. Bányai L., Sonderegger P., Patthy L. Agrin Binds BMP2, BMP4 and TGFβ1 // PLoS ONE / ed. Kobe B. 2010. V. 5. № 5. P. e10758. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0010758
  11. Baril P., Gangeswaran R., Mahon P.C., et al. Periostin promotes invasiveness and resistance of pancreatic cancer cells to hypoxia-induced cell death: role of the β4 integrin and the PI3k pathway // Oncogene. 2007. V. 26. № 14. P. 2082–2094. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1210009
  12. Barker H.E., Cox T.R., Erler J.T. The rationale for targeting the LOX family in cancer // Nat. Rev. Cancer. 2012. V. 12. № 8. P. 540–552. https://doi.org/10.1038/nrc3319
  13. Berg J.T., Breen E.C., Fu Z. et al. Alveolar hypoxia increases gene expression of extracellular matrix proteins and Platelet-derived Growth Factor-B in lung parenchyma // Am. J. Respir. Crit. Care. Med. 1998. V. 158. № 6. P. 1920–1928. https://doi.org/10.1164/ajrccm.158.6.9804076
  14. Beyer C., Schett G., Gay S., et al. Hypoxia. Hypoxia in the pathogenesis of systemic sclerosis // Arthritis Res. Ther. 2009. V. 11. № 2. P. 220. https://doi.org/10.1186/ar2598
  15. Braga C.L., Da Silva L.R., Santos R.T. et al. Proteomics profile of mesenchymal stromal cells and extracellular vesicles in normoxic and hypoxic conditions // Cytotherapy. 2022. V. 24. № 12. P. 1211–1224. https://doi.org/10.1016/j.jcyt.2022.08.009
  16. Büchler P., Reber H.A., Tomlinson J.S., et al. Transcriptional regulation of urokinase-type plasminogen activator receptor by hypoxia-inducible factor 1 is crucial for invasion of pancreatic and liver cancer // Neoplasia. 2009. V. 11. № 2. P. 196-IN12. https://doi.org/10.1593/neo.08734
  17. Buravkova L.B., Andreeva E.R., Gogvadze V. et al. Mesenchymal stem cells and hypoxia: Where are we? // Mitochondrion. 2014. V. 19. P. 105–112. https://doi.org/10.1016/j.mito.2014.07.005
  18. Buravkova L.B., Rylova Y.V., Andreeva E.R. et al. Low ATP level is sufficient to maintain the uncommitted state of multipotent mesenchymal stem cells // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects. 2013. V. 1830. № 10. P. 4418–4425. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.029
  19. Campbell I.D., Humphries M.J. Integrin structure, activation, and interactions // Cold. Spring. Harb. Perspect. Biol. 2011. V. 3. № 3. P. a004994–a004994. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a004994
  20. Carreau A., Hafny-Rahbi B.E., Matejuk A., et al. Why is the partial oxygen pressure of human tissues a crucial parameter? Small molecules and hypoxia // J. Cell. Mol. Med. 2011. V. 15. № 6. P. 1239–1253. https://doi.org/10.1111/j.1582-4934.2011.01258.x
  21. Chan C.K., Rolle M.W., Potter-Perigo S. et al. Differentiation of cardiomyocytes from human embryonic stem cells is accompanied by changes in the extracellular matrix production of versican and hyaluronan // J. Cell. Biochem. 2010. V. 111. № 3. P. 585–596. https://doi.org/10.1002/jcb.22744
  22. Chen X.D., Fisher L.W., Robey P.G. et al. The small leucine‐rich proteoglycan biglycan modulates BMP‐4‐induced osteoblast differentiation // FASEB j. 2004. V. 18. № 9. P. 948–958. https://doi.org/10.1096/fj.03-0899com
  23. Choi J.Y., Jang Y.S., Min S.Y. et al. Overexpression of MMP-9 and HIF-1α in breast cancer cells under hypoxic conditions // J. Breast Cancer. 2011. V. 14. № 2. P. 88. https://doi.org/10.4048/jbc.2011.14.2.88
  24. Chung M.I., Miao M., Stahl R.J. et al. Sequences and domain structures of mammalian, avian, amphibian and teleost tropoelastins: Clues to the evolutionary history of elastins // Matrix. Biol. 2006. V. 25. № 8. P. 492–504. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2006.08.258
  25. Cowden Dahl K.D., Robertson S.E., Weaver V.M. et al. Hypoxia-inducible Factor regulates αvβ3 integrin cell surface expression // MBoC. 2005. V. 16. № 4. P. 1901–1912. https://doi.org/10.1091/mbc.e04-12-1082
  26. Cox T.R., Bird D., Baker A.M. et al. LOX-mediated collagen crosslinking is responsible for fibrosis-enhanced metastasis // Cancer. Res. 2013. V. 73. № 6. P. 1721–1732. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-12-2233
  27. Daley W.P., Yamada K.M. ECM-modulated cellular dynamics as a driving force for tissue morphogenesis // Curr. Opin. Genet. Dev. 2013. V. 23. № 4. P. 408–414. https://doi.org/10.1016/j.gde.2013.05.005
  28. Davis G.E., Bayless K.J., Davis M.J. et al. Regulation of tissue injury responses by the exposure of matricryptic sites within extracellular matrix molecules // Am. J. Pathol. 2000. V. 156. № 5. P. 1489–1498. https://doi.org/10.1016/S0002-9440(10)65020-1
  29. De Laporte L., Rice J.J., Tortelli F. et al. Tenascin C promiscuously binds growth factors via its fifth fibronectin type III-like domain // PLoS ONE / ed. Engler A.J. 2013. V. 8. № 4. P. e62076. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0062076
  30. Deschene K., Céleste C., Boerboom D. et al. Hypoxia regulates the expression of extracellular matrix associated proteins in equine dermal fibroblasts via HIF1 // J. Dermatol. Sci. 2012. V. 65. № 1. P. 12–18. https://doi.org/10.1016/j.jdermsci.2011.09.006
  31. Desnoyers L., Arnott D., Pennica D. WISP-1 binds to decorin and biglycan // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. № 50. P. 47599–47607. https://doi.org/10.1074/jbc.M108339200
  32. Discher D.E., Mooney D.J., Zandstra P.W. Growth factors, matrices, and forces combine and control stem cells // Science. 2009. V. 324. № 5935. P. 1673–1677. https://doi.org/10.1126/science.1171643
  33. Dos Santos F., Andrade P.Z., Boura J.S., et al. Ex vivo expansion of human mesenchymal stem cells: A more effective cell proliferation kinetics and metabolism under hypoxia // J. Cell. Physiol. 2009. P. n/a–n/a. https://doi.org/10.1002/jcp.21987
  34. Droguett R., Cabello-Verrugio C., Riquelme C., et al. Extracellular proteoglycans modify TGF-β bio-availability attenuating its signaling during skeletal muscle differentiation // Matrix. Biol. 2006. V. 25. № 6. P. 332–341. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2006.04.004
  35. Eisinger-Mathason T.S.K., Zhang M., Qiu Q. et al. Hypoxia-dependent modification of collagen networks promotes sarcoma metastasis // Cancer. Discov. 2013. V. 3. № 10. P. 1190–1205. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-13-0118
  36. Emerson R.O., Sage E.H., Ghosh J.G., Clark J.I. Chaperone-like activity revealed in the matricellular protein SPARC // J. Cell. Biochem. 2006. V. 98. № 4. P. 701–705. https://doi.org/10.1002/jcb.20867
  37. Engler A.J., Sen S., Sweeney H.L., Discher D.E. Matrix elasticity directs stem cell lineage specification // Cell. 2006. Vol. 126. № 4. P. 677–689. https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.06.044
  38. Evanko S.P., Potter-Perigo S., Bollyky P.L. et al. Hyaluronan and versican in the control of human T-lymphocyte adhesion and migration // Matrix. Biol. 2012. V. 31. № 2. P. 90–100. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2011.10.004
  39. Fehrer C., Brunauer R., Laschober G. et al. Reduced oxygen tension attenuates differentiation capacity of human mesenchymal stem cells and prolongs their lifespan: Mesenchymal stem cells and reduced oxygen tension // Aging. Cell. 2007. V. 6. № 6. P. 745–757. https://doi.org/10.1111/j.1474-9726.2007.00336.x
  40. Fhayli W., Boëté Q., Harki O. et al. Rise and fall of elastic fibers from development to aging. Consequences on arterial structure-function and therapeutical perspectives // Matrix. Biol. 2019. V. 84. P. 41–56. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2019.08.005
  41. Fonta C.M., Arnoldini S., Jaramillo D. et al. Fibronectin fibers are highly tensed in healthy organs in contrast to tumors and virus-infected lymph nodes // Matrix. Biol. Plus. 2020. V. 8. P. 100046. https://doi.org/10.1016/j.mbplus.2020.100046.
  42. Frantz C., Stewart K.M., Weaver V.M. The extracellular matrix at a glance // J. Cell. Sci. 2010. V. 123. № 24. P. 4195–4200. https://doi.org/10.1242/jcs.023820
  43. Garg P., Yang S., Liu A. et al. Thrombospondin-1 opens the paracellular pathway in pulmonary microvascular endothelia through EGFR/ErbB2 activation // Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol. 2011. V. 301. № 1. P. L79–L90. https://doi.org/10.1152/ajplung.00287.2010
  44. Gattazzo F., Urciuolo A., Bonaldo P. Extracellular matrix: A dynamic microenvironment for stem cell niche // Biochim. Biophys. Acta. 2014. V. 1840. № 8. P. 2506–2519. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2014.01.010
  45. Geiger B., Yamada K.M. Molecular architecture and function of matrix adhesions // Cold. Spring. Harb. Perspect. Biol. 2011. V. 3. № 5. P. a005033. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a005033
  46. Gilkes D.M., Semenza G.L., Wirtz D. Hypoxia and the extracellular matrix: drivers of tumour metastasis // Nat. Rev. Cancer. 2014. V. 14. № 6. P. 430–439. https://doi.org/10.1038/nrc3726
  47. Gillan L., Matei D., Fishman D.A. et al. Periostin secreted by epithelial ovarian carcinoma is a ligand for alpha(V)beta(3) and alpha(V)beta(5) integrins and promotes cell motility // Cancer. Res. 2002. V. 62. № 18. P. 5358–5364
  48. Gillies R.J., Gatenby R.A. Hypoxia and adaptive landscapes in the evolution of carcinogenesis // Cancer. Metastasis. Rev. 2007. Vol. 26. № 2. P. 311–317. https://doi.org/10.1007/s10555-007-9065-z
  49. Gregory K.E., Ono R.N., Charbonneau N.L. et al. The prodomain of BMP-7 targets the BMP-7 complex to the extracellular matrix // J. Biol. Chem. 2005. V. 280. № 30. P. 27970–27980. https://doi.org/10.1074/jbc.M504270200
  50. Hakuno D., Kimura N., Yoshioka M. et al. Periostin advances atherosclerotic and rheumatic cardiac valve degeneration by inducing angiogenesis and MMP production in humans and rodents // J. Clin. Invest. 2010. V. 120. № 7. P. 2292–2306. https://doi.org/10.1172/JCI40973
  51. Halász K., Kassner A., Mörgelin M. et al. COMP acts as a catalyst in collagen fibrillogenesis // J. Biol. Chem. 2007. V. 282. № 43. P. 31166–31173. https://doi.org/10.1074/jbc.M705735200
  52. Halper J., Kjaer M. Basic components of connective tissues and extracellular matrix: elastin, fibrillin, fibulins, fibrinogen, fibronectin, laminin, tenascins and thrombospondins // Progress in Heritable Soft Connective Tissue Diseases / ed. Halper J. Dordrecht: Springer Netherlands, 2014. V. 802. P. 31–47. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7893-1_3
  53. Haque N., Rahman M.T., Abu Kasim N.H. et al. Hypoxic culture conditions as a solution for mesenchymal stem cell based regenerative therapy // Sci. World J. 2013. V. 2013. P. 1–12. https://doi.org/10.1155/2013/632972
  54. Hershkoviz R., Goldkorn I., Lider O. Tumour necrosis factor-alpha interacts with laminin and functions as a pro-adhesive cytokine // Immunology. 1995. V. 85. № 1. P. 125–130.
  55. Heymann F., Tacke F. Immunology in the liver – from homeostasis to disease // Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2016. V. 13. № 2. P. 88–110. https://doi.org/10.1038/nrgastro.2015.200
  56. Hinz B. The extracellular matrix and transforming growth factor-β1: Tale of a strained relationship // Matrix. Biol. 2015. Vol. 47. P. 54–65. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2015.05.006
  57. Holmes D.F., Lu Y., Starborg T. et al. Collagen fibril assembly and function // Curr. Top. Dev. Biol. 2018. V. 130. P. 107–142. https://doi.org/10.1016/bs.ctdb.2018.02.004
  58. Hu X., Wu R., Shehadeh L.A. et al. Severe hypoxia exerts parallel and cell-specific regulation of gene expression and alternative splicing in human mesenchymal stem cells // BMC Genomics. 2014. V. 15. № 1. P. 303. https://doi.org/10.1186/1471-2164-15-303
  59. Huang W., Chiquet-Ehrismann R., Moyano J.V. et al. Interference of tenascin-C with syndecan-4 binding to fibronectin blocks cell adhesion and stimulates tumor cell proliferation // Cancer. Res. 2001. V. 61. № 23. P. 8586–8594.
  60. Iozzo R.V., Murdoch A.D. Proteoglycans of the extracellular environment: clues from the gene and protein side offer novel perspectives in molecular diversity and function // FASEB. J. 1996. V. 10. № 5. P. 598–614.
  61. Ivanovic Z. Hypoxia or in situ normoxia: The stem cell paradigm // J. Cell. Physiol. 2009. V. 21. № 2. P. 271–275. https://doi.org/10.1002/jcp.21690
  62. Jariwala N., Ozols M., Bell M. et al. Matrikines as mediators of tissue remodeling // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2022. V. 185. P. 114240. https://doi.org/10.1016/j.addr.2022.114240
  63. Järvinen T.A.H., Prince S. Decorin: a growth factor antagonist for tumor growth inhibition // Biomed. Res. Int. 2015. V. 2015. P. 1–11. https://doi.org/10.1155/2015/654765
  64. Jean C., Gravelle P., Fournie J.J. et al. Influence of stress on extracellular matrix and integrin biology // Oncogene. 2011. V. 30. № 24. P. 2697–2706. https://doi.org/10.1038/onc.2011.27
  65. Johansson M.W., Annis D.S., Mosher D.F. α M β 2 Integrin–mediated adhesion and motility of IL-5–stimulated eosinophils on periostin // Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2013. V. 48. № 4. P. 503–510. https://doi.org/10.1165/rcmb.2012-0150OC
  66. Kadler K.E., Baldock C., Bella J., Boot-Handford R.P. Collagens at a glance // J. Cell Sci. 2007. V. 120. № 12. P. 1955–1958. https://doi.org/10.1242/jcs.03453
  67. Kalluri R. The biology and function of fibroblasts in cancer // Nat. Rev. Cancer. 2016. V. 16. № 9. P. 582–598. https://doi.org/10.1038/nrc.2016.73
  68. Kalluri R., Cantley L.G., Kerjaschki D., Neilson E.G. Reactive oxygen species expose cryptic epitopes associated with autoimmune goodpasture syndrome // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. № 26. P. 20027–20032. https://doi.org/10.1074/jbc.M904549199
  69. Karamanos N.K., Piperigkou Z., Theocharis A.D. et al. Proteoglycan chemical diversity drives multifunctional cell regulation and therapeutics // Chem. Rev. 2018. V. 118. № 18. P. 9152–9232. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00354
  70. Karamanos N.K., Theocharis A.D., Piperigkou Z. et al. A guide to the composition and functions of the extracellular matrix // FEBS J. 2021. V. 288. № 24. P. 6850–6912. https://doi.org/10.1111/febs.15776
  71. Khan A.A., Bose C., Yam L.S., Soloski M.J., Rupp F. Physiological regulation of the immunological synapse by agrin // Science. 2001. V. 292. № 5522. P. 1681–1686. https://doi.org/10.1126/science.1056594
  72. Khan W.S., Adesida A.B., Tew S.R. et al. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells express the pericyte marker 3G5 in culture and show enhanced chondrogenesis in hypoxic conditions: BMSs express pericyte markers in culture // J. Orthop. Res. 2010. V. 28. № 6. P. 834–840. https://doi.org/10.1002/jor.21043
  73. Kirkness M.W., Lehmann K., Forde N.R. Mechanics and structural stability of the collagen triple helix // Cur. Op. Chem. Biol. 2019. V. 53. P. 98–105. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2019.08.001
  74. Kühn B., Del Monte F., Hajjar R.J. et al. Periostin induces proliferation of differentiated cardiomyocytes and promotes cardiac repair // Nat. Med. 2007. V. 13. № 8. P. 962–969. https://doi.org/10.1038/nm1619
  75. Kumar P., Satyam A., Cigognini D. et al. Low oxygen tension and macromolecular crowding accelerate extracellular matrix deposition in human corneal fibroblast culture // J. Tissue. Eng. Regen. Med. 2018. V. 12. № 1. P. 6–18. https://doi.org/10.1002/term.2283
  76. Lane S.W., Williams D.A., Watt F.M. Modulating the stem cell niche for tissue regeneration // Nat. Biotechnol. 2014. V. 32. № 8. P. 795–803. https://doi.org/10.1038/nbt.2978
  77. Le Page A., Khalil A., Vermette P. et al. The role of elastin-derived peptides in human physiology and diseases // Matrix. Biol. 2019. V. 84. P. 81–96. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2019.07.004
  78. Lohr K., Sardana H., Lee S. et al. Extracellular matrix protein lumican regulates inflammation in a mouse model of colitis // Inflamm. Bowel. Dis. 2012. V. 18. № 1. P. 143–151. https://doi.org/10.1002/ibd.21713
  79. Lortat-Jacob H., Esterre P., Grimaud J.A. Interferon-gamma, an anti-fibrogenic cytokine which binds to heparan sulfate // Pathol. Res. Pract. 1994. V. 190. № 9–10. P. 920–922. https://doi.org/10.1016/S0344-0338(11)80996-9
  80. Lortat-Jacob H., Garrone P., Banchereau J., Grimaud J.A. Human interleukin-4 is a glycosaminoglycan-binding protein // Cytokine. 1997. V. 9. № 2. P. 101–105. https://doi.org/10.1006/cyto.1996.0142
  81. Lu A., Miao M., Schoeb T.R. et al. Blockade of TSP1-dependent TGF-β activity reduces renal injury and proteinuria in a murine model of diabetic nephropathy // Am. J. Pathol. 2011. V. 178. № 6. P. 2573–2586. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2011.02.039
  82. Lyon M., Rushton G., Gallagher J.T. The interaction of the transforming growth factor-betas with heparin/heparan sulfate is isoform-specific // J. Biol. Chem. 1997. V. 272. № 29. P. 18000–18006.
  83. Macri L., Silverstein D., Clark R. Growth factor binding to the pericellular matrix and its importance in tissue engineering // Adv Drug Deliv Rev. 2007. V. 59. № 13. P. 1366–1381. https://doi.org/10.1016/j.addr.2007.08.015
  84. Manou D., Caon I., Bouris P. et al. The complex interplay between extracellular matrix and cells in tissues // The Extracellular Matrix / ed. Vigetti D., Theocharis A.D. New York, NY: Springer New York, 2019. V. 1952. P. 1–20. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9133-4_1
  85. Maruhashi T., Kii I., Saito M., Kudo A. Interaction between periostin and BMP-1 promotes proteolytic activation of lysyl oxidase // J. Biol. Chem. 2010. V. 285. № 17. P. 13294–13303. https://doi.org/10.1074/jbc.M109.088864
  86. Marzeda A.M., Midwood K.S. Internal affairs: tenascin-C as a clinically relevant, endogenous driver of innate immunity // J. Histochem. Cytochem. 2018. V. 66. № 4. P. 289–304. https://doi.org/10.1369/0022155418757443
  87. McCaffrey T.A., Falcone D.J., Du B. Transforming growth factor-β1 is a heparin-binding protein: identification of putative heparin-binding regions and isolation of heparins with varying affinity for TGF-β1 // J. Cell. Physiol. 1992. V. 152. № 2. P. 430–440. https://doi.org/10.1002/jcp.1041520226
  88. McQuitty C.E., Williams R., Chokshi S., Urbani L. Immunomodulatory role of the extracellular matrix within the liver disease microenvironment // Front. Immunol. 2020. V. 11. P. 574276. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.574276
  89. Melrose J. Perlecan, a modular instructive proteoglycan with diverse functional properties // Int. J. Biochem. Cell. Biol. 2020. V. 128. P. 105849. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2020.105849
  90. Merceron C., Vinatier C., Portron S. et al. Differential effects of hypoxia on osteochondrogenic potential of human adipose-derived stem cells // Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 2010. V. 298. № 2. P. C355–C364. https://doi.org/10.1152/ajpcell.00398.2009
  91. Midwood K.S., Chiquet M., Tucker R.P., Orend G. Tenascin-C at a glance // J. Cell. Sci. 2016. P. jcs.190546. https://doi.org/10.1242/jcs.190546
  92. Milner R., Hung S., Erokwu B. et al. Increased expression of fibronectin and the α5β1 integrin in angiogenic cerebral blood vessels of mice subject to hypobaric hypoxia // Mol. Cell. Neurosci. 2008. V. 38. № 1. P. 43–52. https://doi.org/10.1016/j.mcn.2008.01.013
  93. Mochida Y., Parisuthiman D., Yamauchi M. Biglycan is a positive modulator of BMP-2 induced osteoblast differentiation // Tissue Engineering / ed. Fisher J.P. Boston, MA: Springer US, 2007. V. 585. P. 101–113. https://doi.org/10.1007/978-0-387-34133-0_7.
  94. Monboisse J.C., Oudart J.B., Ramont L. et al. Matrikines from basement membrane collagens: A new anti-cancer strategy // Biochim. Biophys. Acta. 2014. V. 1840. № 8. P. 2589–2598. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.12.029
  95. Muller M., Padberg W., Schindler E. et al. Renocortical tissue oxygen pressure measurements in patients undergoing living donor kidney transplantation // Anesth. Analg. 1998. V. 87. № 2. P. 474–476. https://doi.org/10.1097/00000539-199808000-00045
  96. Muñoz-Nájar U.M., Neurath K.M., Vumbaca F., Claffey K.P. Hypoxia stimulates breast carcinoma cell invasion through MT1-MMP and MMP-2 activation // Oncogene. 2006. V. 25. № 16. P. 2379–2392. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1209273
  97. Murdamoothoo D., Schwenzer A., Kant J., et al. Investigating cell-type specific functions of tenascin-C // Meth. Cell. Biol. 2018. V. 143. P. 401–428. https://doi.org/10.1016/bs.mcb.2017.08.023
  98. Murphy-Ullrich J.E., Iozzo R.V. Thrombospondins in physiology and disease: New tricks for old dogs // Matrix. Biol. 2012. V. 31. № 3. P. 152–154. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2012.01.002
  99. Murphy-Ullrich J.E., Sage E.H. Revisiting the matricellular concept // Matrix. Biol. 2014. V. 37. P. 1–14. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2014.07.005
  100. Murphy-Ullrich J.E., Suto M.J. Thrombospondin-1 regulation of latent TGF-β activation: A therapeutic target for fibrotic disease // Matrix. Biol. 2018. V. 68–69. P. 28–43. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2017.12.009
  101. Mwale F., Ciobanu I., Giannitsios D. et al. Effect of oxygen levels on proteoglycan synthesis by intervertebral disc cells // Spine. 2011. V. 36. № 2. P. E131–E138. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e3181d52b9e
  102. Novo E., Bocca C., Foglia B. et al. Liver fibrogenesis: un update on established and emerging basic concepts // Arch. Biochem. Biophys. 2020. V. 689. P. 108445. https://doi.org/10.1016/j.abb.2020.108445
  103. Nozaki M. Loss of SPARC-mediated VEGFR-1 suppression after injury reveals a novel antiangiogenic activity of VEGF-A // J. Clin. Invest. 2006. V. 116. № 2. P. 422–429. https://doi.org/10.1172/JCI26316
  104. Okada M., Yamawaki H. A current perspective of canstatin, a fragment of type IV collagen alpha 2 chain // J. Pharm. Sci. 2019. V. 139. № 2. P. 59–64. https://doi.org/10.1016/j.jphs.2018.12.001
  105. Page-McCaw A., Ewald A.J., Werb Z. Matrix metalloproteinases and the regulation of tissue remodelling // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2007. V. 8. № 3. P. 221–233. https://doi.org/10.1038/nrm2125
  106. Petrova V., Annicchiarico-Petruzzelli M., Melino G., Amelio I. The hypoxic tumor microenvironment // Oncogenesis. 2018. V. 7. № 1. P. 10. https://doi.org/10.1038/s41389-017-0011-9
  107. Pompili S., Latella G., Gaudio E., Sferra R., Vetuschi A. The charming world of the extracellular matrix: a dynamic and protective network of the intestinal wall // Front. Med. 2021. Vol. 8. P. 610189. https://doi.org/10.3389/fmed.2021.610189
  108. Potts J.R., Campbell I.D. Fibronectin structure and assembly // Curr. Op. Cell. Biol. 1994. V. 6. № 5. P. 648–655. https://doi.org/10.1016/0955-0674(94)90090-6
  109. Ren H., Li Y., Chen Y., Wang L. Endostatin attenuates PDGF-BB- or TGF-beta1-induced HSCs activation via suppressing RhoA/ROCK1 signal pathways // DDDT. 2019. V. 13. P. 285–290. https://doi.org/10.2147/DDDT.S191617
  110. Ricard-Blum S., Vallet S.D. Fragments generated upon extracellular matrix remodeling: Biological regulators and potential drugs // Matrix. Biol. 2019. V. 75–76. P. 170–189. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2017.11.005
  111. Riis S., Stensballe A., Emmersen J. et al. Mass spectrometry analysis of adipose-derived stem cells reveals a significant effect of hypoxia on pathways regulating extracellular matrix // Stem. Cell. Res. Ther. 2016. V. 7. № 1. P. 52. https://doi.org/10.1186/s13287-016-0310-7
  112. Roche W.R., Beasley R., Williams J.H., Holgate S.T. Subepithelial fibrosis in the bronchi of asthmatics // Lancet. 1989. V. 333. № 8637. P. 520–524. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(89)90067-6
  113. Rock M.J., Holden P., Horton W.A., Cohn D.H. Cartilage oligomeric matrix protein promotes cell attachment via two independent mechanisms involving CD47 and αVβ3 integrin // Mol. Cell. Biochem. 2010. V. 338. № 1–2. P. 215–224. https://doi.org/10.1007/s11010-009-0355-3
  114. 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. V. 32. № 4. P. 852–859. https://doi.org/10.1002/stem.1621
  115. Saed G.M., Diamond M.P. Hypoxia-induced irreversible up-regulation of type I collagen and transforming growth factor-β1 in human peritoneal fibroblasts // Fertil. Steril. 2002. V. 78. № 1. P. 144–147. https://doi.org/10.1016/S0015-0282(02)03146-1
  116. Sarrazin S., Lamanna W.C., Esko J.D. Heparan Sulfate Proteoglycans // Cold. Spring. Harb. Persp. Biol. 2011. V. 3. № 7. P. a004952–a004952. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a004952
  117. Scherberich A., Tucker R.P., Degen M. Tenascin-W is found in malignant mammary tumors, promotes alpha8 integrin-dependent motility and requires p38MAPK activity for BMP-2 and TNF-alpha induced expression in vitro // Oncogene. 2005. V. 24. № 9. P. 1525–1532. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208342
  118. Schiemann B.J., Neil J.R., Schiemann W.P. SPARC inhibits epithelial cell proliferation in part through stimulation of the transforming growth factor-β–signaling system // MBoC. 2003. Vol. 14. № 10. P. 3977–3988. https://doi.org/10.1091/mbc.e03-01-0001
  119. Schofield R. The relationship between the spleen colony-forming cell and the haemopoietic stem cell // Blood Cells. 1978. V. 4. № 1–2. P. 7–25.
  120. Schönherr E., Hausser H.J. Extracellular Matrix and cytokines: a functional unit // Dev. Immunol. 2000. V. 7. № 2–4. P. 89–101. https://doi.org/10.1155/2000/31748
  121. Schultz G.S., Wysocki A. Interactions between extracellular matrix and growth factors in wound healing // Wound. Rep. Regen. 2009. V. 17. № 2. P. 153–162. https://doi.org/10.1111/j.1524-475X.2009.00466.x
  122. Schultz-Cherry S., Murphy-Ullrich J.E. Thrombospondin causes activation of latent transforming growth factor beta secreted by endothelial cells by a novel mechanism // J. Cell. Biol. 1993. V. 122. № 4. P. 923–932. https://doi.org/10.1083/jcb.122.4.923
  123. Schultz-Cherry S., Ribeiro S., Gentry L., Murphy-Ullrich J.E. Thrombospondin binds and activates the small and large forms of latent transforming growth factor-beta in a chemically defined system // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. № 43. P. 26775–26782.
  124. Seitz H.K., Bataller R., Cortez-Pinto H. Alcoholic liver disease // Nat. Rev. Dis. Primers. 2018. V. 4. № 1. P. 16. https://doi.org/10.1038/s41572-018-0014-7
  125. Semenza G.L. Hypoxia-inducible factors in physiology and medicine // Cell. 2012. V. 148. № 3. P. 399–408. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.01.021
  126. Sengle G., Charbonneau N.L., Ono R.N. et al. Targeting of bone morphogenetic protein growth factor complexes to fibrillin // J. Biol. Chem. 2008. V. 283. № 20. P. 13874–13888. https://doi.org/10.1074/jbc.M707820200
  127. Sengle G., Tsutsui K., Keene D.R. et al. Microenvironmental regulation by fibrillin-1 // PLoS. Genet. 2012. V. 8. № 1. P. e1002425. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1002425
  128. Sivaraman K., Shanthi C. Matrikines for therapeutic and biomedical applications // Life. Sci. 2018. V. 214. P. 22–33. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2018.10.056
  129. Smalling R.V., Delker D.A., Zhang Y. et al. Genome-wide transcriptome analysis identifies novel gene signatures implicated in human chronic liver disease // Am. J. Physiol. Gastrointestinal. Liver. Physiol. 2013. V. 305. № 5. P. G364–G374. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00077.2013
  130. Sorushanova A., Delgado L.M., Wu Z. et al. The collagen suprafamily: from biosynthesis to advanced biomaterial development // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 1. P. 1801651. https://doi.org/10.1002/adma.201801651
  131. Spencer J.A., Ferraro F., Roussakis E. et al. Direct measurement of local oxygen concentration in the bone marrow of live animals // Nature. 2014. V. 508. № 7495. P. 269–273. https://doi.org/10.1038/nature13034
  132. Spenlé C., Loustau T., Murdamoothoo D. et al. Tenascin-C orchestrates an immune-suppressive tumor microenvironment in oral squamous cell carcinoma // Cancer. Immunol. Res. 2020. V. 8. № 9. P. 1122–1138. https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-20-0074
  133. Theocharis A.D., Skandalis S.S., Gialeli C., Karamanos N.K. Extracellular matrix structure // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2016. V. 97. P. 4–27. https://doi.org/10.1016/j.addr.2015.11.001
  134. Theocharis A., Gialeli C., Hascall V., Karamanos N.K. 1.1 Extracellular matrix: a functional scaffold // Extracellular Matrix: Pathobiology and Signaling / ed. Karamanos N. DE GRUYTER, 2012. P. 3–20. https://doi.org/10.1515/9783110258776.3
  135. Tucker R.P., Drabikowski K., Hess J.F. et al. Phylogenetic analysis of the tenascin gene family: evidence of origin early in the chordate lineage // BMC. Evol. Biol. 2006. V. 6. P. 60. https://doi.org/10.1186/1471-2148-6-60
  136. Tucker R.P., Degen M. The Expression and possible functions of tenascin-W during development and disease // Front. Cell Dev. Biol. 2019. V. 7. P. 53. https://doi.org/10.3389/fcell.2019.00053
  137. Tufvesson E., Westergren-Thorsson G. Tumour necrosis factor-α interacts with biglycan and decorin // FEBS. Letters. 2002. V. 530. № 1–3. P. 124–128. https://doi.org/10.1016/S0014-5793(02)03439-7
  138. Vaday G.G., Lider O. Extracellular matrix moieties, cytokines, and enzymes: dynamic effects on immune cell behavior and inflammation // J. Leukocyte. Biol. 2000. V. 67. № 2. P. 149–159. https://doi.org/10.1002/jlb.67.2.149
  139. Vial C., Gutiérrez J., Santander C., et al. Decorin interacts with connective tissue growth factor (CTGF)/CCN2 by LRR12 inhibiting its biological activity // J. Biol. Chem. 2011. V. 286. № 27. P. 24242–24252 https://doi.org/10.1074/jbc.M110.189365
  140. Vigetti D., Viola M., Karousou E., et al. Epigenetics in extracellular matrix remodeling and hyaluronan metabolism // FEBS. J. 2014. V. 281. № 22. P. 4980–4992. https://doi.org/10.1111/febs.12938
  141. Vogel V. Unraveling the Mechanobiology of Extracellular Matrix // Annu. Rev. Physiol. 2018. V. 80. № 1. P. 353–387. https://doi.org/10.1146/annurev-physiol-021317-121312
  142. Volkmer E., Kallukalam B.C., Maertz J., et al. Hypoxic preconditioning of human mesenchymal stem cells overcomes hypoxia-induced inhibition of osteogenic differentiation // Tis. Eng. Part. A. 2010. V. 16. № 1. P. 153–164. https://doi.org/10.1089/ten.tea.2009.0021
  143. Watt F.M., Huck W.T.S. Role of the extracellular matrix in regulating stem cell fate // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2013. Vol. 14. № 8. P. 467–473. https://doi.org/10.1038/nrm3620
  144. Wells J.M., Gaggar A., Blalock J.E. MMP generated matrikines // Matrix. Biol. 2015. V. 44–46. P. 122–129. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2015.01.016
  145. Wight T.N., Kang I., Merrilees M.J. Versican and the control of inflammation // Matrix. Biol. 2014. V. 35. P. 152–161. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2014.01.015
  146. Wohl A.P., Troilo H., Collins R.F., et al. Extracellular regulation of bone morphogenetic protein activity by the microfibril component fibrillin-1 // J. Biol. Chem. 2016. V. 291. № 24. P. 12732–12746. https://doi.org/10.1074/jbc.M115.704734
  147. Woodruff P.G., Modrek B., Choy D.F., et al. t-helper type 2–driven inflammation defines major subphenotypes of asthma // Am. J. Respir. Crit. Care. Med. 2009. V. 180. № 5. P. 388–395. https://doi.org/10.1164/rccm.200903-0392OC
  148. Wu M.H., Urban J.P.G., Cui Z.F., et al. Effect of extracellular pH on matrix synthesis by chondrocytes in 3D agarose gel // Biotechnol. Prog. 2007. V. 23. № 2. P. 430–434. https://doi.org/10.1021/bp060024v
  149. Xu J.C., Xiao M.F., Jakovcevski I., et al. The extracellular matrix glycoprotein tenascin-R regulates neurogenesis during development and in the adult dentate gyrus of mice // J. Cell. Sci. 2013. P. jcs.137612. https://doi.org/10.1242/jcs.137612
  150. Yang D.C., Yang M.H., Tsai C.C., et al. Hypoxia inhibits osteogenesis in human mesenchymal stem cells through direct regulation of RUNX2 by TWIST // PLoS. ONE. 2011. V. 6. № 9. P. e23965. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0023965
  151. Zollinger A.J., Smith M.L. Fibronectin, the extracellular glue // Matrix. Biol. 2017. V. 60–61. P. 27–37. https://doi.org/10.31857/S004137712010003X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Двунаправленная взаиморегуляция в системе клетка – внеклеточный матрикс. Клетки постоянно продуцируют ВКМ, а также молекулы, участвующие в его ремоделировании (протеазы и их ингибиторы). ВКМ обеспечивает физический каркас и депонирование биологически активных медиаторов, экскретируемых клетками. Ремоделирование ВКМ приводит к образованию продуктов, которые могут влиять как на исходные продуцирующие клетки, так и на другие клеточные компоненты микроокружения. Гомеостаз такой структурно-функциональной единицы поддерживается по принципу обратной связи между клеточными и неклеточными элементами и регулируется внутренними (клетка-матрикс) и внешними взаимодействиями (физические факторы микроокружения).

Скачать (289KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».