russjcardiolРоссийский кардиологический журналRussian Journal of Cardiology1560-40712618-7620«SILICEA-POLIGRAF» LLC10.15829/1560-4071-2013-5-27-34russjcardiol-416Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESАНГИОГЕННЫЕ СВОЙСТВА МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК ЖИРОВОЙ ТКАНИ ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦАAngiogenic properties of adipose tissue-derived multipotent mesenchymal stromal cells in patients with coronary heart diseaseДжояшвилиН. А.DzhoyashviliN. A.

аспирант кафедры биохимии и молекулярной медицины факультета фундаментальной медицины

n.dzhoyashvili@gmail.comЕфименкоА. Ю.EfimenkoA. Yu.

врач-ординатор кафедры терапии факультета фундаментальной медицины

АкчуринР. С.AkchurinR. S.

академик РАН и РАМН, руководитель отдела сердечно-сосудистой хирургии

ТкачукВ. А.TkachukV. A.

академик РАН и РАМН, руководитель кафедры биохимии и молекулярной медицины, декан факультета фундаментальной медицины

ПарфеноваЕ. В.ParfenovaE. V.

профессор кафедры биохимии и молекулярной медицины

Факультет фундаментальной медицины, Московский государственный университет имени М. В. ЛомоносоваРоссияFundamental Medicine Faculty, M. V. Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationФГУ Российский кардиологический научно-производственный комплекс МЗСР РФ, Москва, РоссияРоссияRussian Cardiology Scientific and Clinical Complex, Moscow, RussiaRussian FederationФакультет фундаментальной медицины, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; ФГУ Российский кардиологический научно-производственный комплекс МЗСР РФ, Москва, РоссияРоссияFundamental Medicine Faculty, M. V. Lomonosov Moscow State University; Russian Cardiology Scientific and Clinical Complex, Moscow, RussiaRussian Federation201328102013052734Copyright © Джояшвили Н.А., Ефименко А.Ю., Акчурин Р.С., Ткачук В.А., Парфенова Е.В., 20132013Джояшвили Н.А., Ефименко А.Ю., Акчурин Р.С., Ткачук В.А., Парфенова Е.В.Dzhoyashvili N.A., Efimenko A.Y., Akchurin R.S., Tkachuk V.A., Parfenova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://russjcardiol.elpub.ru/jour/article/view/416Цель

Цель. Сравнение ангиогенных свойств ММСК жировой ткани пациентов с ишемической болезнью сердца и без нее и оценка влияния сопутствующего сахарного диабета 2 типа на эти свойства. 

Материал и методы

Материал и методы. Для выделения ММСК ЖТ использовали подкожную жировую ткань пациентов контрольной группы (n=19) без сердечно-сосудистых заболеваний и СД2, больных ИБС с СД2 (n=28) и без него (n=32), которую получали при хирургических вмешательствах. Ангиогенную активность ММСК ЖТ оценивали по длине капилляроподобных структур, образуемых эндотелиальными клетками на матригеле в присутствии кондиционированной среды ММСК ЖТ. Экспрессию генов факторов роста оценивали с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени. Для анализа содержания факторов роста в кондиционированной среде ММСК ЖТ использовали иммуноферментный анализ (ELISA). 

Результаты

Результаты. Суммарная длина капилляроподобных структур, образованных эндотелиальными клетками в присутствии кондиционированной среды ММСК ЖТ больных ИБС, снижена вдвое по сравнению с контрольной группой. При этом различий между группами больных ИБС без СД2 и с сопутствующим СД2 не обнаружено. При анализе содержания про- и антиангиогенных факторов в кондиционированной среде ММСК ЖТ не обнаружено снижения содержания основных ангиогенных факторов при ИБС, напротив, уровень некоторых из них (VEGF, HGF, PIGF) был повышен. В то же время было показано значительное повышение содержания PAI-1 в среде ММСК ЖТ у больных ИБС. 

Заключение

Заключение. Ангиогенная активность суммарных продуктов секреции ММСК ЖТ больных ИБС снижена по сравнению с этим показателем у пациентов без ИБС. Наличие сопутствующего СД2 существенно не влияет на ангиогенную активность ММСК ЖТ больных ИБС. Сниженная ангиогенная активность ММСК ЖТ может быть обусловлена повышенной продукцией этими клетками PAI-1, который, подавляя активность активаторов плазминогена, может оказывать антиангиогенный эффект. Для проверки этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования.

Aim

Aim. To compare angiogenic properties of adipose tissue (AT) derived multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC) in patients with or without coronary heart disease (CHD) and to investigate potential effects of concomitant Type 2 diabetes mellitus (DM-2) on these properties. 

Material and methods

Material and methods. To extract AT MMSC, subcutaneous adipose tissue samples were obtained during a surgical intervention in 19 controls (individuals without cardiovascular disease or DM-2), 28 patients with CHD and DM-2, and 32 CHD patients without DM-2. Angiogenic properties of AT MMSC were assessed by the length of capillary-like structures formed by endotheliocytes on Matrigel in the presence of the conditioned AT MMSC medium. Growth factor gene expression was measured using the real-time polymerase chain reaction. Growth factor levels in the conditioned AT MMSC medium were measured using the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). 

Results

Results. In CHD patients, the total length of capillary-like structures, formed by endotheliocytes in the presence of the conditioned AT MMSC medium, was twice as low as in controls. However, there was no marked difference between CHD patients with or without DM-2. CHD patients did not demonstrate a reduction in the levels of main angiogenic factors, measured in the conditioned AT MMSC medium. On the contrary, the levels of some factors (VEGF, HGF, and PIGF) were elevated, as well as the levels of PAI-1. 

Conclusion

Conclusion. Angiogenic activity of secretion end-products of AT MMSC was reduced in CHD patients, compared to CHD-free individuals. The presence of concomitant DM-2 did not affect angiogenic properties of AT MMSC in CHD patients. Reduced angiogenic activity of AT MMSC could be due to increased PAI-1 production. PAI-1 suppresses the activity of plasminogen activators and, therefore, may have angiogenic effects. To confirm this hypothesis, further research is needed.

ангиогенезишемическая болезнь сердцасахарный диабет 2 типастромальные клетки жировой тканипаракринная функцияangiogenesiscoronary heart diseaseType 2 diabetes mellitusadipose tissue-derived stromal cellsparacrine functionReferencesShalnova S. A., Konradi A. O., Karpov Yu. A., et al. Cardiovascular mortality in 12 Russian Federation regions — participants of the “Cardiovascular disease epidemiology in Russian regions” study. Russ J Cardiol 2012; 5 (97):6–11. Russian (Шальнова С. А., Конради А. О., Карпов Ю. А. и др. Анализ смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в 12 регионах Российской Федерации, участвующих в исследовании “Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеванийShalnova S. A., Konradi A. O., Karpov Yu. A., et al. Cardiovascular mortality in 12 Russian Federation regions — participants of the “Cardiovascular disease epidemiology in Russian regions” study. Russ J Cardiol 2012; 5 (97):6–11. Russian (Шальнова С. А., Конради А. О., Карпов Ю. А. и др. Анализ смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в 12 регионах Российской Федерации, участвующих в исследовании “Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеванийв различных регионах России. Российский кардиологический журнал 2012: 5 (97):6–11).в различных регионах России. Российский кардиологический журнал 2012: 5 (97):6–11).Satija N. K., Singh V. K., Verma Y. K., et al. Mesenchymal stem cell-based therapy: a new paradigm in regenerative medicine. J Cell Mol Med 2008; 13 (11–12):4385–402.Satija N. K., Singh V. K., Verma Y. K., et al. Mesenchymal stem cell-based therapy: a new paradigm in regenerative medicine. J Cell Mol Med 2008; 13 (11–12):4385–402.Hong S. J., Traktuev D. O., March K. L. Therapeutic potential of adipose-derived stem cells in vascular growth and tissue repair. Curr Opin Organ Transplant 2010; 15 (1):86–91.Hong S. J., Traktuev D. O., March K. L. Therapeutic potential of adipose-derived stem cells in vascular growth and tissue repair. Curr Opin Organ Transplant 2010; 15 (1):86–91.Perin E., Fern ndez-Aviles F. Freshly adipose-derived stem cells in chronic ischaemia. The PRECISE Trial. Presented at: 7th International Symposium on Stem Cell Therapy and Cardiovascular Innovation. Madrid, Spain, 2010.Perin E., Fern ndez-Aviles F. Freshly adipose-derived stem cells in chronic ischaemia. The PRECISE Trial. Presented at: 7th International Symposium on Stem Cell Therapy and Cardiovascular Innovation. Madrid, Spain, 2010.Duckers E. Freshly adipose-derived stem cells in acute myocardial infartion. The APOLLO Trial. Presented at: 7th International Symposium on Stem Cell Therapy and Cardiovascular Innovation. Madrid, Spain, 2010.Duckers E. Freshly adipose-derived stem cells in acute myocardial infartion. The APOLLO Trial. Presented at: 7th International Symposium on Stem Cell Therapy and Cardiovascular Innovation. Madrid, Spain, 2010.Qayyum A. A., Haack-Sørensen M., Mathiasen A. B., et al. Adipose-derived mesenchymal stromal cells for chronic myocardial ischemia (MyStromalCell Trial): study design. Regen Med 2012; 7 (3):421–8.Qayyum A. A., Haack-Sørensen M., Mathiasen A. B., et al. Adipose-derived mesenchymal stromal cells for chronic myocardial ischemia (MyStromalCell Trial): study design. Regen Med 2012; 7 (3):421–8.Juhan-Vague I., Alessi M. C. PAI-1, obesity, insulin resistance and risk of cardiovascular events. Thromb Haemost 1997; 78 (1):656–60.Juhan-Vague I., Alessi M. C. PAI-1, obesity, insulin resistance and risk of cardiovascular events. Thromb Haemost 1997; 78 (1):656–60.Asplund-Carlson A., Hamsten A., Wiman B., et al. Relationship between plasma plasminogen activator inhibitor-1 activity and VLDL triglyceride concentration, insulin levels and insulin sensitivity: studies in randomly selected normo- and hypertriglyceridaemic men. Diabetologia 1993; 36 (9):817–25.Asplund-Carlson A., Hamsten A., Wiman B., et al. Relationship between plasma plasminogen activator inhibitor-1 activity and VLDL triglyceride concentration, insulin levels and insulin sensitivity: studies in randomly selected normo- and hypertriglyceridaemic men. Diabetologia 1993; 36 (9):817–25.Stefansson S., McMahon G. A., Petitclerc E., et al. Plasminogen activator inhibitor-1 in tumor growth, angiogenesis and vascular remodeling. Curr Pharm Des 2003; 9 (19):1545–64.Stefansson S., McMahon G. A., Petitclerc E., et al. Plasminogen activator inhibitor-1 in tumor growth, angiogenesis and vascular remodeling. Curr Pharm Des 2003; 9 (19):1545–64.Tashiro Y., Nishida C., Sato-Kusubata K., et al. Inhibition of PAI-1 induces neutrophil-driven neoangiogenesis and promotes tissue regeneration via production of angiocrine factors in mice. Blood 2012; 119:6382–93.Tashiro Y., Nishida C., Sato-Kusubata K., et al. Inhibition of PAI-1 induces neutrophil-driven neoangiogenesis and promotes tissue regeneration via production of angiocrine factors in mice. Blood 2012; 119:6382–93.Xiang G., Schuster M. D., Seki T., et al. Downregulated expression of plasminogen activator inhibitor-1 augments myocardial neovascularization and reduces cardiomyocyte apoptosis after acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol 2005; 46 (3):536–41.Xiang G., Schuster M. D., Seki T., et al. Downregulated expression of plasminogen activator inhibitor-1 augments myocardial neovascularization and reduces cardiomyocyte apoptosis after acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol 2005; 46 (3):536–41.Dulak J, Loboda A, Jazwa A, et al. Atorvastatin affects several angiogenic mediators in human endothelial cells. Endothelium 2005; 12 (5–6): 233–241.Dulak J, Loboda A, Jazwa A, et al. Atorvastatin affects several angiogenic mediators in human endothelial cells. Endothelium 2005; 12 (5–6): 233–241.Yakovenko E. I., Mamedov M. N. Metabolic effects of statins and clinical manifestations of atherosclerosis. Russ J Cardiol 2012; 2 (94):85–9. Russian (Яковенко Е. И., Мамедов М. Н. Влияние метаболических эффектов статинов на клинические проявления атеросклероза. Российский кардиологический журнал 2012; 2 (94):85–9).Yakovenko E. I., Mamedov M. N. Metabolic effects of statins and clinical manifestations of atherosclerosis. Russ J Cardiol 2012; 2 (94):85–9. Russian (Яковенко Е. И., Мамедов М. Н. Влияние метаболических эффектов статинов на клинические проявления атеросклероза. Российский кардиологический журнал 2012; 2 (94):85–9).Efimenko A., Starostina E., Kalinina N., et al. Angiogenic properties of aged adipose derived mesenchymal stem cells after hypoxic conditioning. J Transl Med 2011; 9:1–10.Efimenko A., Starostina E., Kalinina N., et al. Angiogenic properties of aged adipose derived mesenchymal stem cells after hypoxic conditioning. J Transl Med 2011; 9:1–10.Shevchenko E. K., Makarevich P. I., Tsokolaeva Z. I., et al. Transplantation of modified human adipose derived stromal cells expressing VEGF165 results in more efficient angiogenic response in ischemic skeletal muscle. J Transl Med 2013; 11:138.Shevchenko E. K., Makarevich P. I., Tsokolaeva Z. I., et al. Transplantation of modified human adipose derived stromal cells expressing VEGF165 results in more efficient angiogenic response in ischemic skeletal muscle. J Transl Med 2013; 11:138.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.