Лаборатория КЛЕТОЧНЫХ И МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОСНОВ ГИСТОГЕНЕЗА

Николай Григорьевич Хрущов
(1932—2009)

Кроветворные и иммунные клетки играют ключевую роль в поддержании гомеостаза организма, их дисфункция лежит в основе многих патологий, включая аутоиммунные, инфекционные, наследственные, сосудистые, онкологические и др. Основной интерес нашей лаборатории заключается в том, чтобы получить представление о механизмах, которые управляют развитием кроветворения и регуляцией активности клеток врожденного иммунитета в нормальных и патологических состояниях. Нас особенно интересуют межклеточные взаимодействия и внутриклеточные молекулярные пути, которые регулируют воспалительные реакции и противоинфекционный иммунитет, а также разработка подходов к клеточной терапии, основанных на использовании миелоидных клеток. Наши текущие исследования продолжают и расширяют исследования, которые проводились в лаборатории с 1971 года под руководством известного российского биолога Н.Г. Хрущова.

Основные научно-исследовательские проекты и темы:

• Разработка модели для получения макрофагов человека из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток;
• Разработка генно-ориентированных подходов для регуляции воспалительных и антибактериальных реакций макрофагов человека;
• Расшифровка механизмов, лежащих в основе генерации и функциональной активности клеток-супрессоров миелоидного происхождения;
• Тестирование различных условий дифференцировки гемопоэтических стволовых клеток (ГСК).

В наших исследованиях по изучению макрофагов мы используем модель дифференцировки макрофагов из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). Модель позволяет моделировать тканевые макрофаги и генерировать макрофаги с отредактированным геномом. Недавно мы продемонстрировали, что макрофаги, полученные из ИПСК, обладают всеми основными характеристиками зрелых макрофагов – морфологией, фенотипом, высокой фагоцитарной активностью (Nenasheva et al., 2020). В настоящее время мы используем модель генерации макрофагов из ИПСК для изучения роли нескольких генов в регуляции защитных и воспалительных реакций макрофагов. Долгосрочной целью исследований является разработка новых терапевтических подходов к лечению патологий, связанных с дисфункцией макрофагов.

Другое направление исследований нашей лаборатории связано с изучением миелоидных супрессорных клеток (МДСК) - гетерогенной популяции способной регулировать/подавлять иммунный ответ. МДСК вовлечены в развитие многих заболеваний, включая рак, инфекционные заболевания и аутоиммунные расстройства, но механизмы, регулирующие их генерацию и функционирование, а также их точная роль во многих патологиях, до конца не изучены. Ранее мы сообщали о вкладе МДСК в прогрессирование туберкулеза, а также экспериментальной туберкулезной инфекции у мышей (Lyadova et al., 2010; Tsiganov et al., 2014; Panteleev et al., 2017). В нашей работе мы планируем использовать модели in vitro и in vivo для определения факторов и механизмов, способствующих генерации МДСК и их супрессорной активности в ответ на воспаление.

Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) представляют собой важный источник для клеточной терапии заболеваний системы крови. Их широкое применение в настоящее время ограничено нехваткой совместимых доноров и отсутствием методов экспансии ГСК ex vivo. В настоящее время мы начинаем пилотные эксперименты по тестированию различных методов экспансии и дифференцировки ГСК in vitro.

А

Б

В

Основные публикации лаборатории

1. Lyadova I., Vasiliev A. Macrophages derived from pluripotent stem cells: prospective applications and research gaps // Cell & Bioscience. – 2022. – Vol. 12. – Art. no 96. DOI: 10.1186/s13578-022-00824-4. – Q1.
2. Klepikova A., Nenasheva T., Sheveleva O., Protasova E., Antonov D., Gainullina A., Chikina E., Sakovnich O., Gerasimova T., Nikitina I., Shevalie D., Lyadova I. iPSC-derived macrophages: the differentiation protocol affects cell immune characteristics and differentiation trajectories // Int. J. Mol. Sci. – 2022. – Vol. 23(24). – Art. no 16087. DOI: 10.3390/ijms232416087. – Q1.
3. Шевелева О.Н., Лядова И.В. Гемопоэтическая стволовая клетка и начальные стадии гемопоэза: методы исследований и современные представления // Онтогенез. – 2022. – Т. 53. – № 6. – С. 419–436. DOI: 10.31857/S0475145022060076. – R. – Sheveleva O. N., Lyadova I. V. Hemapoietic Stem Cell and Initial Stages of Hemopoiesis: Research Methods and Modern Concepts // Russian Journal of Developmental Biology. – 2022. – Vol. 53. – Р. – 389-404. – R.
4. Brodsky V.Ya. Ultradian signals and direct cell-to-cell communication. Translation of the book published in Russian, Scientific World. – 2021. Online edition with changes. М.; Publishing Office Pero. – 2022. – 247 p.
5. Бродский В.Я. Ганглиозиды в развитии организмов, организации прямых межклеточных взаимодействий, патологии нервной системы, канцерогенезе // Онтогенез. – 2022. – Т. 53. – № 1. – С. 19-30. DOI: 10.31857/s0475145022010074. – R. – Brodsky V.Y. Gangliosides in Orchestration of Intercellular Communication, Development, Neuronal Pathology and Carcinogenesis // Russian Journal of Developmental Biology. – 2022. – Vol. 53. – Is. 1. – Р. – 15–26. DOI 10.1134/S1062360422010076. – Q4.
6. Mashanov G., Nenasheva T., Mashanova A., Lape R., Birdsall N.J.M., Sivilotti L., Molloy J.E. Heterogeneity of cell membrane structure studied by single molecule tracking//Faraday Discussions. – 2021. DOI 10.1039/d1fd00035g. – Q2.
7. Mashanov G.I., Nenasheva T.A., Mashanova T., Maclachlan C., Birdsall N.J.M., Molloy J.E. A method for imaging single molecules at the plasma membrane of live cells within tissue slices // Journal of General Physiology. – 2021. – Vol. 153. – Is. 1. DOI: 10.1085/jgp.202012657. – Q1.
8. Lyadova I., Gerasimova T., Nenasheva T. Macrophages derived from human induced pluripotent stem cells: the diversity of protocols, future prospects, and outstanding questions // Frontiers in Cell and Developmental Biology. – 2021. – Vol. 9. – Art. no. 640703. DOI: 10.3389/fcell.2021.640703. – Q1.
9. Шевелева О.Н., Паюшина О. В., Буторина Н.Н., Домарацкая Е.И. Миогенные потенции мезенхимных стромальных клеток и их влияние на регенерацию скелетных мышц // Известия РАН. Серия биологическая. – 2020. – № 5. – С. 461-472. DOI: 10.31857/S0002332920050094. – Sheveleva O.N., Payushina O.V., Butorina N.N., Domaratskaya E.I. The myogenic potential of mesenchymal stromal cells and their effect on skeletal muscle regeneration // Biology Bulletin. – 2020. – Vol. 47. – N 5. – P. 455-465. DOI: 10.1134/S106235902005009X. – Q4.
10. Суханов Ю.В., Воротеляк Е.А., Лядова И.В., Васильев А.В. Терапия мезенхимальными стволовыми клетками – сосуд наполовину полон или наполовину пуст? // Онтогенез. – 2020. – T. 51. – № 4. – С. 316-320. – DOI: 10.31857/S0475145020040102. – Sukhanov Yu.V., Vorotelyak E.A., Lyadova I.V., Vasiliev A.V. Mesenchymal stem cell therapy-is the vessel half full or half empty? // Russian Journal оf Developmental Biology. – 2020 – Vol. 51. – Is. 4. – P. 267-270. DOI: 10.1134/S1062360420040104. – Q4
11. Лядова И.В., Стариков А.А. COVID-19 и вакцина БЦЖ: есть ли связь? // Инфекция и иммунитет. – Т.10. – № 3. – 2020. – С.459. – Lyadova I.V., Staricov A.A. COVID-19 and BCG vaccine: is there a link? // Russian Journal of Infection and Immunity. – 2020. – Vol. 10. – No. 3. – P. 459–468. DOI: 10.15789/2220-7619-CAB-1472.
12. Буторина Н.Н., Паюшина О.В., Шевелёва О.Н., Новокрещенова А.Н., Домарацкая Е.И., Истранов Л.П., Истранова Е.В. Экспериментальное исследование возможности культивирования мезенхимных стромальных клеток и индукции остеогенной дифференцировки на коллагеновых скаффолдах различных модификаций//Клеточные технологии в биологии и медицине. – 2020. – № 1. – С. 47-53. – Butorina N.N., Payushina O.V., Sheveleva O.N., Novokreshchenova A.N., Domaratskaya E.I., Istranov L.P., Istranova E.V. Experimental study of the possibility of culturing of mesenchymal stromal cell and induction of osteogenic differentiation on collagen-based scaffolds of various modifications // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. – 2020. – Vol. 169. – Is. 1. – P. 162-168. DOI: 10.1007/s10517-020-04843-4. – Q4.
13. Brodsky V.Y., Zolotarev Y.A., Malchenko L.A., Andreeva L.A., Lazarev D.S., Butorina N.N., Kozik V.S., Myasoedov N.F. The administration of semax and HLDF-6 peptides to rats regulates protein synthesis rhythm in hepatocytes and corrects senescent disturbances // Russian Journal of Developmental Biology. – 2020. – Vol. 51. – Is. 2. – P. 99-105. DOI: 10.1134/S1062360420020034. – Q4.
14. Brodsky V.Ya. Cell-cell interaction disorders associated with senescence can be repaired // Russian Journal of Developmental Biology. – 2020 – Vol. 51. – Is. 4. – P. 261-266. DOI: 10.1134/S1062360420040025. – Q4.
15. Gilbert K., Hammond K.D., Brodsky V.Y., Lloyd D. An appreciation of the prescience of Don Gilbert (1930 – 2011): master of the theory and experimental unravelling of biochemical and cellular oscillatory dynamics // Cell Biology International. – 2020. – Vol. 44. – P. 1283 – 1298. DOI: 10.1002/cbin.11341. – Q3.
16. Nenasheva T., Gerasimova T., Serdyuk Y., Grigor'eva E., Kosmiadi G., Nikolaev A., Dashinimaev E., Lyadova I. Macrophages derived from human induced pluripotent stem cells are low-activated “naive-like” cells capable of restricting mycobacteria growth // Frontiers in Immunology. – 2020. – Vol. 11. – Art. №. 1016. DOI: 10.3389/fimmu.2020.01016. – Q1.