Основные исследования направлены на изучение состава внеклеточного матрикса, его пространственной организации и механизмов ремоделирования, оказывающих влияние на пролиферацию и дифференцировку клеток в культуре, а также на изучение состава и активности матриксных металлопротеиаз в процессе заживления ран, регенерации тканей и дифференцировки клеток. Ниже представлены основные результаты.

Показано, что по мере заживления хирургических ран в условиях естественного микроокружения в раневом экссудате происходит смена количества и активности разных форм матриксных металлопротеаз (ММП). Состояние заживления глубоких ран можно прогнозировать с помощью оценки активности ММП, которые оказывают существенное влияние на судьбу внесенных в рану белково-клеточных композиций, определяя ход восстановления структурной и функциональной целостности поврежденной ткани. Прослежена активность ММП при применении полилактидных скаффолдов на модели дефектов кости у кроликов и показаны различия при нормальном и патологическом заживлении дефектов.

Показано действие гликозаминогликанов на пролиферацию и дифференцировку миобластов, а также подавление адгезии миобластов на субстратах, содержащих протеогликаны.

Разработан новый метод выделения внеклеточного матрикса, секретируемого культивируемыми клетками, без применения ферментов и детергентов, которые обычно используют для отделения клеток от матрикса. Метод основан на культивировании клеток на границе раздела двух жидких фаз, верхней из которых является питательная среда, а нижней перфторуглероды. Показано, что при культивировании фибробластов на субстратах с разной адгезивной способностью меняется соотношение белков внеклеточного матрикса, синтезируемых этими клетками.

При оценке баланса белков внеклеточного матрикса и активности матриксных металлопротеаз (ММП) при развитии аневризмы восходящего отдела аорты (ВОА) различного генеза выявлено увеличение содержания про-ММП-9, а также про-ММП-2 в подгруппах пациентов с атеросклерозом и трикуспидальным аортальным клапаном по сравнению с контрольной группой. У пациентов с бикуспидальным аортальным клапаном выявлено повышение как про-формы, так и активной формы ММП-9 по сравнению с контрольной группой. Выявлено также увеличение соотношения коллаген/эластин в сторону увеличения содержания коллагена у больных с атеросклерозом и бикуспидальным аортальным клапаном. Различия в содержании и активности ММП, а также увеличение соотношения коллаген/эластин могут объяснить особенности формирования аневризмы ВОА у пациентов с бикуспидальным и трикуспидальным клапаном. Полученные результаты могут быть применены при выборе метода лечения.

Получены результаты, свидетельствующие об идентичности биологической активности белковых фракций целомической жидкости морской звезды А. rubens в процессе регенерации у млекопитающих и морских беспозвоночных. Биологическая активность проверена как на клетках позвоночных и беспозвоночных, так и на модели раны у млекопитающих. Это позволяет предположить, что полученные белковые факторы могут быть в дальнейшем использованы при оптимизации процессов регенерации тканей у млекопитающих и человека.

Прослежена активность ММП в зависимости от направления дифференцировки стволовых клеток. Анализ активностей некоторых ММП в процессе адипогенной и остеогенной дифференцировок показал как межлинейные различия, так и различия между монослойными культурами и клеточными сфероидами для линий мезенхимных стволовых клеток, выделенных из костного мозга и зачатка конечности раннего эмбриона человека. Результаты, полученные для клеточной линии MSCWJ-1, показали, что при дифференцировке мезенхимных стволовых клеток в хондрогенном направлениях активность тех же ММП также имеет различия в зависимости от способа культивирования (монослойная культура или клеточные сфероиды).

Разработаны количественные параметров для характеристики разных клеточных линий (площадь, периметр, коэффициенты распластывания и поляризации, оптическая плотность клеток, скорость роста клеточной популяции, длина клеточного цикла и др.).

Научные связи

• Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии имени В.А. Алмазова, Санкт-Петербург - НИЛ молекулярной кардиологии и отдел НКО некоронарогенных заболеваний сердца.
• Sven Loven Centre for Marine Sciences, Sweden - Prof. Bodil Hernroth, Prof. Michael Thorndyke, Швеция и сотрудники биостанции ЗИН РАН "Картеш".
• НИЦ ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова.
• НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта.
• ЗАО "МБНПК "Цитомед", Санкт-Петербург

Основные публикации

1. Воронкина И.В., Л.В. Кухарева, Ю.П. Петров, Г.П. Пинаев. 2000. Особенности формирования фаз двухфазной полимерной системы в присутствии коллагена-1, ламинина-1 и их смеси. Цитология. 42 (11): 1075-1081.
2. Черепанова О.А., Н.В. Калмыкова, И.В. Воронкина, А.Ф. Арэ, Ю.В. Горелик, Г.П.Пинаев. 2002. Различия в характере взаимодействия нормальных и трансформированных кератиноцитов человека с изоформами ламинина. Цитология. 44 (2): 151- 158.
3. Gorelik J.V., O.A. Cherepanova, I.V. Voronkina, I.A Diakonov, M.I. Blinova, G.P. Pinaev. Laminin-2/4 from human placenta is a better adhesion agent for primary keratinocytes than laminin-1 from EHS sarcoma. Cell Biol. Intern., 2001, 25, 395-402.
4. Черепанова О.А., Н.В. Калмыкова, М.И.Блинова, Г.П.Пинаев. 2002. Вклад интегриновых рецепторов с b1 и b4-субъединицами и рецептора ламинина с молекулярной массой 67кДа во взаимодействии клеток линии А-431 с изоформами ламинина. Цитология. 45 (3): 271- 275.
5. Petrov Yu.P., G.P. Pinaev, 2002. A new approach оn monitoring of phase formation kinetics for examination kf biological particles and cells using aqueous two phase polymer systems, Biochim. Biophys. Acta, 1573, 39-47.
6. Воронкина И.В., Кокорин К.В., Чуликов О.В., Парамонов Б.А., Блинова М.И., Пинаев Г.П. 2003. Матриксные металлопротеиназы ММП-2 и ММП-9 раневых и ожоговых экссудатов и их действие на белки внеклеточного матрикса. Цитология. 45 (1): 43-50.
7. Воронкина И.В., Николаенко Н.С., Парамонов Б.А., Блинова М.И., Пинаев Г.П. 2003. Влияние матриксных металлопротеиназ ожоговых экссудатов на поведение клеток линии 3Т3 Balb. Цитология. 45 (1): 34-42.
8. Kuz'minykh E.V., Yu.P.Petrov. 2004, A simple model for the study of effects of the extracellular matrix on the cell morphology in vitro. Biochim. Biophys. Acta, 1671, 18-25.
9. Спичкина О. Г., Калмыкова Н. В., Кухарева Л. В., Воронкина И. В., Блинова М. И., Пинаев Г. П. 2006. Выделение популяции базальных кератиноцитов человека путем их селективной адгезии к белкам внеклеточного матрикса. Цитология, 48 (10): 841-847.
10. Cherepanova O. A., Kalmykova N., Petrov Y.P., Blinova M., Pinaev G. 2006. Contribution of alpha2beta1, alpha3beta1, alpha6beta4 integrins and 67 kDa laminin receptor to the interaction of epidermoid carcinoma A-431 cells with laminin-2/4. Cell Biol Int. Oct;30(10):784-792.
11. Petrov. Yu.P. 2006. Is RNA Synthesis Possible Without Transcription Bubble Formation? J. Biol. Sci. 6(3): 532-539.
12. Cherepanova O. A., Kalmykova N., Petrov Y.P., Blinova M., Pinaev G. 2006. Contribution of alpha2beta1, alpha3beta1, alpha6beta4 integrins and 67 kDa laminin receptor to the interaction of epidermoid carcinoma A-431 cells with laminin-2/4. Cell Biol Int. Oct;30(10):784-792.
13. Petrov. Yu. P., Krylova T.A., Tsupkina N.V., Pershina V.P. 2007. Spreading as a general attribute of cell population. J. Biol. Sci. 7(1): 102-112.
14. Ермакова И.И., Мокрушин А.Л., Черткова Т.А., Сакута Г.А., Романюк А.В., Морозов В.И. Выделение и характеристика протеогликанов культуры миобластов крысы L6J1. Биохимия. 2007. Т. 72. № 4. С. 560-567.
15. Спичкина О. Г., Пинаев Г. П., Петров Ю. П. 2008. Анализ гетерогенности кератиноцитов человека, взаимодействующих с иммобилизованными фибронектином, коллагенами I и IV типов. Цитология, 50 (3): 210-217.
16. Спичкина О. Г., Пинаев Г. П., Петров Ю. П. 2008.Сравнительный анализ гетерогенности популяции кератиноцитов человека по степени адгезии к субстрату и по соотношению содержания кератина 19 к актину. Цитология, 50 (3): 218-227.
17. Воронкина И. В., Кирпичникова К. М., Смагина Л. В., Гамалей И. А. 2008. Изменение активности матриксных металлопротеиназ нормальных и трансформированных фибробластов мыши при действии антиоксидантов. Цитология. 50 (10): 877-881.
18. Протасов М. В., Смагина Л. В., Галибин О. В., Пинаев Г. П., Воронкина И. В. 2008. Зависимость активности ММП в раневом экссудате крыс от состояния тканей раны на начальных этапах раневого процесса. Цитология. 50 (10): 882-886.
19. Ермакова И.И., Черткова Т.А., Мокрушин А.Л., Романюк А.В., Сакута Г.А., Морозов В.И. Протеогликаны внеклеточного матрикса миобластов L6J1. Характеристика и влияние на адгезию. Цитология. 2008. Т. 50. № 8. С. 692-699.
20. И.В. Воронкина. Внеклеточный матрикс и его роль в регуляции клеточных функций. - Сб. " Методы культивирования клеток" под ред. Пинаева Г.П., Богдановой М.С., СПб, 2008, стр. 72-83.
21. O. Spichkina, Yu. Petrov. 2009. Analysis of Primary Human Keratinocytes using Polyclonal Antibodies. J. Biol. Sci. 9(4): 292-301.
22. I.V. Voronkina, K.M. Kirpichnikova, L.V. Smagina, and I.A. Gamaley - Activity of Matrix Metalloproteinases in Normal and Transformed Mouse Fibroblasts Exposed to Antioxidants. Cell and Tissue Biology, 2009, 3(1), 56-60.
23. Протасов М. В., Смагина Л. В., Юдинцева Н. М., Галибин О. В., Пинаев Г. П., Воронкина И. В. 2009. Возможность прогнозирования эпителизации ран у крыс по изменению уровня активности ММП в раневом экссудате. Цитология. 51 (4): 311-314.
24. И.В.Воронкина, М.В.Протасов, Л.В. Смагина, Г.П.Пинаев "Прогнозирование процесса эпителизации по уровню активности ММП как маркеру состояния тканей раны". Сб. "Аутологичные стволовые клетки: экспериментальные исследования и перспективы клинического применения". Под ред. В.А. Ткачука, М. 2009, стр. 258-272.
25. Protasov M.V., Smagina L.V., Yudintseva N.M., Galibin O.V., Pinaev G.P., Voronkina I.V. Possibility of predicting rat wound epithelization by changes in matrix metalloproteinases activities in wound exudates. Cell and Tissue Biology, 2009 V.3, N3, pp. 249-253
26. О.Б. Иртюга, И.В. Воронкина, Л.В. Смагина, В.Е. Успенский, Н.В. Цой, М.Л. Гордеев, О.М. Моисеева. 2010. Активность матриксных металлопротеиназ у больных с аневризмой восходящего отдела аорты различной этиологии. Артериальная гипертензия. 16 (6): 587-591.
27. Holm, Voronkina, Sharlaimova, Thorndyke, Hernroth. 2010. Functional properties of proteins from the coelomic liquid of wounded sea star Asterias rubens (L). Journal of Invertebrate Pathology, 105: 197-199.
28. Воронкина И.В., Кирпичникова К.М, Смагина Л.В., Кожухарова И.В., Гамалей И.А. 2011. Изменение активности матриксных металлопротеиназ первичных эмбриональных фибробластов мыши в процессе культивирования. Цитология. 53(1): 49-54
29. Stepanyan, I.E., A.S. Tsarukyan, Y.P. Petrov, 2011. Effect of molybdenum, chrome and cadmium ions on metamorphosis and erythrocytes morphology of the marsh frog Pelophylax ridibundus (Amphibia: Anura). J. Environ. Sci. Technol. 4 : 172-181.
30. Ермакова И.И., Сакута Г.А., Потехина М.А., Федорова М.A., Хоффманн Р., Морозов В.И.2011.Мажорные хондроитинсульфатсодержащие протеогликаны культуры миобластов L6J1. Биохимия. 76 (3): 440-448.
31. Петров Ю. П., Негуляев Ю. А. 2011. Средний размер клетки как фактор, отражающий взаимодействие клеток линии СНО в процессе их пролиферации. Цитология. 53 (8): 671-678.
32. Петров Ю. П., Негуляев Ю. А., Цупкина Н. В. 2011. Ориентация борозды деления у культивируемых клеток на примере линий L-929 и CHO. Цитология. 53 (11) : 839-847.
33. Крылова Т. А., Кухарева Л. В., Петров Ю. П. 2012. Два состояния распластывания мезенхимных клеток эмбриона человека in vitro. Цитология. 54 (2) : 112-118.
34. А.М. Кольцова, И.В. Воронкина, О.Ф. Гордеева, В.В. Зенин, Н.В. Лифанцева, А.С. Мусорина, Л.В.Смагина, Т. К. Яковлева, Г. Г. Полянская. 2012. Разработка новой бесфидерной системы и характеристика полученных в ней сублиний эмбриональных сьволовых клеток человека при аутогенном и аллогенном культивировании. Цитология. 54 (8): 637-651.
35. Петров Ю. П., Негуляев Ю. А., Цупкина Н. В. 2012. Анализ продолжительности клеточного цикла клеток постоянной линии L-929. Цитология. 54 (3): 214-217.
36. Петров Ю. П., Негуляев Ю. А., Цупкина Н. В. 2012. Динамика распластывания клеток линии L-929 после митоза. Цитология. 54 (4): 307-312.
37. Петров Ю. П., Негуляев Ю. А., Цупкина Н. В. 2012. Оценка сходства в распластывании дочерних клеток линии L-929 при их миграции по субстрату. Цитология. 54 (5): 405-411.
38. Петров Ю. П., Цупкина Н. В. 2012. Особенности роста культуры клеток линии CHO. Цитология. 54 (10): 754-760.
39. Петров Ю. П. 2012. Взаимосвязь роста каллуса и числа клубеньков у гороха посевного (Pisum sativum). Цитология. 54 (12): 925-932.
40. Иртюга О. Б., Гаврилюк Н. Д., Воронкина И. В., Успенский В. Е., Малашичева А. Б., Моисеева О. М. 2013. Механизмы формирования аневризмы восходящего отдела аорты различной этиологии. Российский кардиологический журнал. 1 (99): 14-18
41. О.А. Миленина, Н.М.Юдинцева, А.Г.Носик, Л.В.Смагина, И.В.Воронкина. 2013. Сравнительный анализ компонентов внеклеточного матрикса, синтезируемых фибробластами человека при культивировании на различных субстратах. Сб. "Клеточные культуры" Информационный бюллетень. Вып. 29: 72-79.
42. Н.М.Юдинцева, Н.С.Николаенко, И.В.Воронкина, Л.В.Смагина, Г.П.Пинаев. 2013. Скорость миграции стромальных клеток костного мозга и дермальных фибробластов кролика в разных гелях и активность их ММП Цитология. 55 (6): 372-378.
44. Д.А.Костина, И.В.Воронкина, Л.В.Смагина, Н.Д.Гаврилюк, О.М.Моисеева, О.Б.Иртюга, В.Е.Успенский, А.А.Костарева, А.Б.Малашичева. 2013. Исследование функциональных свойств гладкомышечных клеток при аневризме аорты. Цитология. 55 (10) : 725-731
45. Петров Ю. П., Кухарева Л. В., Крылова Т. А. 2013. Влияние коллагена I типа и фибронектина на морфологию мезенхимных стромальных клеток человека в культуре. Цитология. 55 (7): 452-462.
46. Петров Ю.П., Божокина Е.С., Цупкина Н.В. 2013. Прижизненное измерение оптической плотности клеток линии HeLa. Цитология. 55 (9): 601-608.
47. Петров Ю.П. 2013. Ответ клеток линии HeLa на действие митомицина С. I. Деление клеток. Цитология. 55 (12): 874-878.
48. vПетров Ю.П., Негуляев Ю.А., Цупкина Н.В. 2013. Ответ клеток линии HeLa на действие митомицина С. II. Морфометрия клеток. Цитология. 55 (12): 879-885.
49. Петров Ю.П., Негуляев Ю.А., Цупкина Н.В. 2014. Ответ клеток линии HeLa на действие митомицина С. III. Морфометрия клеток. Цитология. 56 (2): 105-109.
50. Петров Ю.П., Негуляев Ю.А., Цупкина Н.В. 2014. Солокализация ядрышек в ядрах клеток линии HeLa. Цитология. 56 (3): 197-203.
51. Петров Ю.П., Негуляев Ю.А., Цупкина Н.В. Морфология клеток линии NCTC клон 929 после контакта с коллагеном I типа, добавленным в питательную среду. Цитология. 2014. Т. 56. № 8. С. 591-598.
52. Kostina D.A., Gavriliuk N.D., Moiseeva O.M., Irtiuga O.B., Uspensky V.E., Kostareva A.A., Malashicheva A.B., Voronkina I.V., Smagina L.V. Functinal properties of smooth muscle cells in ascending aortic aneurysm. Cell and Tissue Biology. 2014. Т. 8. № 1. С. 61-67.
53. Воронкина И.В., Вахромова Е.А., Кирпичникова К.М., Смагина Л.В., Гамалей И.А. Анализ изменения активности матриксных металлопротеиназ трансформированных фибробластов при действии N-ацетилцистеина. Цитология. 2014. Т. 56. № 10. С. 717-724.
54. Петров Ю.П., Негуляев Ю.А., Цупкина Н.В. Особенности распластывания клеток NCTC клон 929 после пересева. Цитология. 2015. Т. 57. № 5. С. 370-378.
55. Кирпичникова К.М., Петров Ю.П., Филатова Н.А., Гамалей И.А Форма клеток и их чувствительность к литическому действия естественных киллерных клеток при действии антиоксидантов.. Цитология. 2015. Т. 57. № 8. С. 578-583.
56. Петров Ю.П., Степанян И.Э. Способ количественной оценки формы ядерных эритроцитов. Цитология. 2016. Т. 58. № 7. С. 548-554
57. Петров Ю.П., Цупкина Н.В. Морфологические особенности клеток линии NCTC клон 929 через 1 сут после пересева. Цитология. 2016. Т. 58. № 1. С. 35-43.
58. Davydenko V.V., Matyukov A.A., Vlasov T.D., Amineva K.K., Tsupkina N.V., Pinaev G.P., Yalfimov A.N. Comparative effects of intramyocardial autotransplantation of different bone marrow cells upon outcome of experimental myocardial infarction in rabbits. Cellular Therapy and Transplantation. 2015. Т. 4. № 1-2. С. 47-56.
59. Shevtsov M.A., Smagina L.V., Voronkina I.V., Kudriavtceva T.A., Petlenko S.V. GLU-TRP-ONA or its acylated analogue (R-GLU-TRP-ONA) administration enchances the wound healing in the model of chronic skin wounds in rabbits. Drug Design, Development and Therapy. 2015. Т. 9. С. 1717-1727
60. Бильдюг Н.Б., Воронкина И.В., Смагина Л.В., Юдинцева Н.М., Пинаев Г.П. Матриксные металлопротеиназы в первичной культуре кардиомиоцитов. Биохимия. 2015. Т. 80. № 10. С. 1595-1604. Версии: Matrix metalloproteinases in primary culture of cardiomyocytes. Bildyug N.B., Voronkina I.V., Smagina L.V., Yudintseva N.M., Pinaev G.P. Biochemistry (Moscow). 2015. Т. 80. № 10. С. 1318-1326.
61. Хоминец В.В., Михайлов С.В., Шакун Д.А., Деев Р.В., Цупкина Н.В., Комаров А.В., Жумагазиев С.Е., Нащекина Ю.А. Результаты ортотопической имплантации тканеинжерного эквивалента костной ткани на основе полилактидного матрикса и мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2016. № 3 (55). С. 105-112.
62. Гаврилюк Н.Д., Успенский В.Е., Малашичева А.Б., Иртюга О.Б., Дружкова Т.А., Костина Д.А., Воронкина И.В., Жлоба А.А., Жуков В.А., Жернаков А.И., Ибрагимов А.Н., Моисеева О.М., Гордеев М.Л. Аневризма восходящего отдела аорты: от молекулярно-генетических особенностей дло выбора метода лечения. Трансляционная медицина. 2016. Т. 3. № 1. С. 6-20.
63. Malashicheva A., Kostina D., Kostina A., Irtyuga O., Voronkina I., Smagina L., Ignatieva E., Gavriliuk N., Uspensky V., Moiseeva O., Vaage Ja., Kostareva A. Phenotypic and functional changed of endothelial and smooth muscle cells in thoracic aortic aneurysms. International Journal of Vascular Medicine. 2016. Т. 2016. С. 3107879.
64. Meshalkina D.A., Shevtsov M.A., Komarova E.Y., Voronkina I.V., Lazarev V.F., Margulis B.A., Guzhova I.V., Dobrodumov A.V. Knock-down of HDJ2/DNAJA1 co-chaperone results in an unexpected burst of tumorgenicity of C6 glioblastoma cells. Oncotarget. 2016. Т. 7. № 16. С. 22050-22063
65. Гин (Ермакова) И.И., Лутцева (Вершевская) Е.А., Воронкина И.В. Стабильность гелей на основе коллагена I типа и гиалуроновой кислоты. Цитология. 2016. Т. 58. № 6. С. 467-475.
66. Воронкина И.В., Смагина Л.В., Крылова Т.А., Мусорина А.С.,Полянская Г.Г. Сравнительный анализ динамики активности матриксных металлопротеиназ в процессе дифференцировки мезенхимных стволовых клеток человека, выделенных из разных тканей одного донора. Цитология. 2016. Т. 58. № 11. С. 865-874
67. Нащекина Ю.А., Юдинцева Н.М., Никонов П.О., Иванова Е.А., Смагина Л.В., Воронкина И.В. Влияние концентрации коллагенового геля на функциональную активность мезенхимных стромальных клеток костного мозга. Клеточные технологии в биологии и медицине. 2017. № 1. С. 12-18.
68. Петров Ю.П., Цупкина Н.В. Сравнение формы мезенхимных стромальных клеток кролика в течение пяти пассажей после получения первичной культуры. Цитология. 2017. Т. 59. № 1. С. 62-68
69. Петров Ю.П., Терюкова Н.П., Сахенберг Е.И., Иванов В.А., Снопов С.А. Сравнение продолжительности клеточного цикла монослойной линии гепатомы Зайдела и ее сублиний 3H и 9C в культуре. Цитология. 2017. Т. 59. № 3. С. 185-193.
70. Петров Ю.П., Терюкова Н.П., Снопов С.А. Цитология. Поведение клеток монослойной линии гепатомы Зайдела в области экспериментальной раны. 2018. Т. 60. № 4. С. 297-307.
71. Воронкина И.В. 2018. Фрагменты компонентов внеклеточного матрикса и их биологическая активность (обзор). Информационный бюллетень "Клеточные культуры", 2018. Вып. 34, с. 72-84.

⇑ В начало

Организация актинового цитоскелета культивируемых клеток обеспечивается специфическим набором актин-связывающих белков и зависит от сложной комбинации биологически активных молекул, взаимодействующих с поверхностными рецепторами. В адгезивных культивируемых клетках актиновый цитоскелет формируется в процессе распластывания на субстрате и может зависеть от природы субстрата, от состава питательной среды, плотности культуры и прочих факторов. По всей видимости, любые биологически активные агенты, как растворимые, так и иммобилизованные, в частности белки внеклеточного матрикса, при взаимодействии с поверхностными рецепторами клетки вызывают быструю реорганизацию цитоскелета.

Некоторые цитоскелетные белки, которые обычно находятся в составе актин-содержащих структур, выявляются в цитоплазме также в виде отдельных частиц, или белковых комплексов, не связанных с актиновыми структурами. Поскольку такие цитоплазматические комплексы могут включать в себя скаффолды, актин-связывающие, моторные, сигнальные белки и транскрипционные факторы, то их состав может быстро изменяться после действия на клетку агентов, вызывающих запуск сигнальных каскадов и быструю реорганизацию актинового цитоскелета. Предполагается, что функция таких комплексов заключается в запасании, транспортировке и высвобождении структурных компонентов цитоскелета, а также в воздействии на компоненты сигнальных каскадов. Весь актиновый цитоскелет можно рассматривать как основу для сборки комплексов сигнальных молекул, и наблюдаемая реорганизация актиновых структур может быть необходимым условием для замещения одних комплексов на другие в соответствии с поступающим в клетку сигналом об изменении текущего микроокружения. Ниже представлены основные результаты.

Установлено, что при действии на клетки линии А431 формальдегида в низких концентрациях происходит димеризация и активация поверхностных рецепторов к эпидермальному фактору роста, что приводит к увеличению пролиферативной активности клеток. В результате масс-спектрометрического анализа в составе выделенных из цитозоля клеток А431 мультимолекулярных белковых комплексов, содержащих альфа-актинин-4, были идентифицированы миозин-9 и белки теплового шока 70 и 90.

С помощью разработанного нового метода из цитозоля фибробластов крысы были выделены не связанные с цитоскелетными структурами мультимолекулярные белковые комплексы, включающие высокомолекулярные изоформы тропомиозина. Был изучен состав выделенных комплексов, содержащих тропомиозин. Для установления связи тропомиозин-содержащих комплексов с процессами реорганизации актинового цитоскелета были прослежены изменения в количестве исследуемых комплексов при действии на клетки ингибитора деацетилаз трихостатина А.

Установлено, что миозин-9 образует в цитоплаземе культивируемых фибробластов крысы комплексы с p65 субъединицей транскрипционного фактора NF-kappaB. Также было показано, что миозин-9 образует комплексы с актин-связывающим белком тропомиозином в цитоплазме эмбриональных легочных фибробластов человека, и состав этих комплексов изменяется при активации в клетке сигнального пути Rho. Было обнаружено, что под действием лизофосфатидиловой кислоты происходит быстрая реорганизация комплекса миозин-9/тропомиозин и протеолитическая деградацию миозина-9.

Помимо основного научного направления проводится ряд совместных работ с другими подразделениями и организациями: электрофизиологические и флуориметрические исследования активности кардиомиоцитов, изучение роли митохондриальной динамики кардиомиоцитов в процессе постинфарктного ремоделирования миокарда, исследования частотных и амплитудных характеристик кальциевых волн в миокарде изолированного сердца крысы при ишемии.

Научные связи и гранты

• Лаборатория клеточной патологии ИНЦ РАН, Санкт Петербург.
• Лаборатория внутриклеточного сигналинга и транспорта ФГБУ НИИ гриппа имени А.А. Смородинцева МЗ РФ, Санкт Петербург.
• Лаборатория нейрорегуляции мышечной функции ФГБУН Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург.
• Национальный институтом изучения сердца и легких им. Д. Дэвис Университета штата Огайо, Колумбус, США.
• Грант РФФИ 07-04-01190-а, 2007-2009 гг. "Участие актин-связывающих белков в передаче сигнала и регуляции активности транскрипционных факторов".
• Грант РФФИ 10-04-00174-а, 2010-2012 гг. "Изучение состава и роли мультимолекулярных комплексов, включающих цитоскелетные и сигнальные белки, в процессах передачи внутриклеточных сигналов и регуляции экспрессии генов".
• Грант РФФИ 13-04-00497-а, 2013-2015 гг. "Изучение степени участия и роли актин-связывающих белков в составе цитоплазматических и ядерных комплексов, регулирующих основные процессы жизнедеятельности клеток".
• Грант РФФИ № 15-04-07798 2015-2017 гг. "Пролиферирующие клетки морской звезды Asterias rubens L. in vivo и in vitro".

Основные публикации

1. Бабаков В.Н., Бобков Д.Е., Кропачёва И.В., Петухова О.А., Туроверова Л.В., Пинаев Г.П. Альфа-актинин и р65 субъединица транскрипционного фактора NF-kappaB солокализуются и совместно перераспределяются в клетках линии А431 // Цитология.- 2003.- Т.45.- №9.- с.847.
2. Бабаков В.Н., Бобков Д.Е., Петухова О.А., Туроверова Л.В., Кропачева И.В., Подольская Е.П., Пинаев Г.П. Альфа-актинин-4 и субъединица р65/RelA транскрипционного фактора NF-kB в клетках А431 локализуются совместно и мигрируют в ядро при действии эпидермального фактора роста // Цитология. -2004.- Т.46,- №12.- С.1065-1073.
3. Блинова М.И., Бобков Д.Е., Горшков А.Н., Пинаев Г.П. Влияние поврежденной ткани морской звезды Asterias rubens на поведение целомоцитов в условиях in vitro // Цитология.- 2009.- Т.51.- №9.- С.754-755.
5. Бобков Д.Е., Айзенштадт А.А., Кропачёва И.В., Пинаев Г.П. Белки теплового шока 70 и 90 входят в состав комплексов, содержащих р65-субъединицу фактора NF-kB и белки цитоскелета в клетках А431 // Цитология.- 2010.- Т.52.- №3.- с.255.
6. Бобков Д.Е., Кропачёва И.В., Пинаев Г.П. Мультимолекулярные комплексы, содержащие р65 субъединицу фактора NF-?B и белки цитоскелета в клетках А431 // Биологические мембраны. - 2010.- Т.27.- №1.- С.133-137.
7. Бобков Д.Е., Айзенштадт А.А., Кропачёва И.В., Пинаев Г.П. Выделение и анализ белкового состава тропомиозиновых частиц, содержащихся в цитозоле эмбриональных фибробластов крысы // Цитология.- 2010.- Т.52.- №3.- С.255-256.
8. Айзенштадт А.А., Бурова Е.Б., Зенин В.В., Бобков Д.Е., Кропачева И.В., Пинаев Г.П. Влияние формальдегида в низкой концентрации на пролиферацию и организацию цитоскелета культивируемых клеток // Цитология.- 2011.- Т.53.- №12.- С.978-985.
9. Бобков Д.Е., Айзенштадт А.А., Кропачёва И.В., Пинаев Г.П. Выделение и анализ состава цитозольных белковых комплексов, содержащих тропомиозин // Цитология.- 2012.- Т.54.- №1.- С.33-43.
10. Краснов И.А., Бобков Д.Е., Зайцева М., Присяч С.С., Краснов Н.В. Разработка ВЭЖХ-МС-метода для анализа урсодезоксихолевой кислоты в режиме регистрации положительно заряженных ионов // Научное приборостроение.- 2013.- Т.23.- №1.- С.44-51.
11. Бобков Д.Е. Влияние элементов микроокружения на организацию системы актиновых филаментов культивируемых клеток // Сборник "Роль цитоскелета в жизнедеятельности культивируемых клеток", под ред. Г.П.Пинаева, М.С.Богдановой, А.М.Кольцовой. - СПб.: Издательство политехнического университета, 2013. - 190 с. С. 104-115. ISBN 978-5-7422-4093-8
12. Bobkov D., Kropacheva I., Pinaev G. Lysophosphatidic acid induces rapid myosin-9/tropomyosin complex rearrangement and myosin-9 cleavage in human fetal lung fibroblasts // FEBS Journal 280 (Suppl. 1) - 2013.- p.407.
13. Бобков Д.Е. Быстрая реорганизация системы актиновых микрофиламентов культивируемых клеток под влиянием внешних индукторов // Клеточные культуры. Информационный бюллетень. Выпуск 30. Отв. ред. М.С. Богданова. - СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2014, С.86-96. ISSN 2077-6055.
14. Бобков Д.Е. Роль лизофосфатидиловой кислоты в регуляции нормальных и патологических процессов // Клеточные культуры. Информационный бюллетень. Выпуск 32. Отв. ред. М.С. Богданова. - СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2016 г. С. 104-109. ISSN 2077-6055.
15. Бобков Д.Е., Шабельников С.В. Кальций-зависимая агрегация целомоцитов морской звезды Asterias rubens // В сборнике: Зайцева О. В., Петров А. А. (ред.). Современные проблемы эволюционной морфологии животных. Материалы III Всероссийской конференции с международным участием "Современные проблемы эволюционной морфологии животных" к 110-летию со дня рождения академика А. В. Иванова - СПб: ЗИН РАН. 2016. 130 с.
16. Бобков Д.Е., Кропачёва И.В. Влияние лизофосфатидиловой кислоты на состав цитоплазматических белковых комплексов, содержащих миозин-9 и тропомиозин // Цитология, 2017, Т.59, №2, С.125-132.
17. Шабельников С.В., Шарлаимова Н.С., Бобков Д.Е., Петухова О.А. Протеом целомической жидкости морской звезды Asterias rubens в норме и при травмировании // Цитология, 2017, т. 59, № 11, с. 802
18. Байдюк Е.В., Бобков Д.Е., Степанов А.В., Дерке Ш., Сакута Г.А. Митохондриальный аппарат кардиомиоцитов в норме и при патологии: структура, пространственная организация и роль кальция // Цитология, 2017, Т.59, №10, С. 643-653.
19. Kubasov I., Stepanov A., Bobkov D., Radwa?ski P., Terpilowski M., Dobretsov M., Gyorke S. Sub-cellular electrical heterogeneity revealed by loose patch recording reflects differential localization of sarcolemmal ion channels in intact rat hearts // Frontiers in Physiology, 2018, 9:61. doi: 10.3389/fphys.2018.00061
20. Кубасов И.В., Бобков Д.Е. Оптические и электрические ответы кардиомиоцитов в изолированном сердце крысы при развитии гипоксии // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 2018, Т.104, №6, С.670-675

⇑ В начало

Выдающиеся способности иглокожих к восстановлению утраченных тканей и органов делают их привлекательным объектом для изучения механизмов регенерации. Характеристика клеток и гуморальных факторов, участвующих в регенеративных процессах является одной из центральных задач клеточной биологии. Начало работы положено в 2002 г. в рамках экспедиции проф. Г.П. Пинаева, одной из целей которой являлось создание культур клеток морских беспозвоночных. Полевая работа проводится главным образом на Беломорской биологической станции ЗИН РАН, мыс Картеш. Ниже представлены основные результаты.

В результате исследования клеточного состав целомической жидкости (ЦЖ) и динамики циркулирующих клеток ЦЖ в ответ на травмирование выявлены малые клетки (МК) без видимых признаков цитодифференцировки с высоким ядерно-цитоплазматическим отношением, вероятные клетки-предшественники зрелых клеток ЦЖ. Показано присутствие клеток, подобных МК, в других тканях звезды, причем в составе целомического эпителия (ЦЭ) обнаружен значительный пул малых клеток. Методами сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии показана неравномерность их распределения на поверхности ЦЭ, присутствие в значительном количестве в составе эпителия и в соединительной ткани. Иммунофлуоресцентный анализ выявил два морфологических типа пролиферирующих клеток, МК и агранулоцитов, в разных тканях морской звезды, за исключением желудка, характеризующегося собственным типом пролиферирующих клеток. Способность к пролиферации сохраняется у МК в условиях первичной культуры по крайней мере 2 месяца. Морфологические характеристики малых клеток, присутствие в разных тканях звезды, способность к пролиферации и миграции, сохранение пролиферативной активности и способность к формированию колоние-подобных агрегатов in vitro свидетельствуют о том, что малые ЭЦ проявляют свойства стволовых клеток.

Сформированы представления о двух пулах клеток ЦЖ, циркулирующих и маргинальных, и об обмене клетками между этими двумя пулами. Показана возможность восстановления популяции клеток ЦЖ за счет запасенных клеток, малых клеток и зрелых агранулоцитов.

Отработаны методы получения первичных культур клеток разных тканей звезды, и исследованы поведение и морфология клеток в культуре. Проводится исследование функций актин-связывающего белка актинина 4, в клетках разных тканей звезды. Исследуется одна из главных функций целомоцитов - реакция тромбообразования, путем прижизненных наблюдений за процессом агрегации целомоцитов.

Панорамный протеомный анализ белков ЦЖ. Для анализа гуморальных факторов методом ВЭЖХ-МАЛДИ масс-спектрометрии проведён и исследован ответ звезды на повреждение. Подробный биоинформационный анализ идентифицированных белковых последовательностей позволил определить особенности локализации, предположить функцию, определить доменную архитектуру и выявить травмоспецифичные белки.

Для дальнейшей характеристики малых клеток как клеток-предшественников, доказательства их стволовости или происхождения в результате трансдифференцировки, получения маркеров для исследования дифференцировки клеток, выявления сигнальных путей проводится комплекс исследований, в частности, протеомный анализ белковых экстрактов клеток разных тканей с акцентом на работу с обогащенными фракциями клеток разных типов и с субклеточными фракциями.

Проведенная работа показывает перспективность использования морской звезды Asterias rubens для исследования основных проблем клеточной биологии, связанных с анализом компетентных (стволовых) клеток, процессами дифференцировки/трансдифференцировки, изучением роли актинового цитоскелета и актин-связывающих белков в клеточных процессах.

Научные связи и гранты

• Участие в Европейском проекте 2017-2020 гг. COST (European cooperation in science and technology). Stem cells of marine and aquatic invertebrates: from basic research to innovative applications. Acronym: MARISTEM (Marine invertebrate stem cells).
• 2006-2010 гг. В рамках международного сотрудничества участие в гранте Шведского Института (Visby project) cовместные исследования механизмов клеточной сигнализации с Отделом молекулярной и клинической медицины Университета г. Линчепинг, Швеция ( зав. отделом, проф. Карл-Эрик Магнуссен) и Отделом биологии развития Института биохимии, Литва (зав. отделом, доктор Рута Навакаускайне) - Петухова О.А.
• Грант Научной программы СПб НЦ на 2007 год. "Инициативный проект". Изучение роли изоформ альфа актинина в субклеточном распределении и транспорте транскрипционного фактора NF-kB (рук. О.А.Петухова).
• Грант Правительства Санкт-Петербурга, Комитет по науке и высшей школе для студентов и аспирантов вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, 2007 (рук. Н.С. Шарлаимова).
• Грант Правительства Санкт-Петербурга, Комитет по науке и высшей школе для студентов и аспирантов вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, 2008 (рук. Н.С. Шарлаимова).
• Грант правительства Санкт-Петербурга в сфере научной и научно-технической деятельности 2011 г. "Стволовые клетки морской звезды Asterias rubens L. -новая модель исследования биологии стволовых клеток" (рук. О.А.Петухова).
• РФФИ № 15-04-07798 2014-2017 гг. "Пролиферирующие клетки морской звезды Asterias rubens L. in vivo и in vitro" (рук. О.А. Петухова).

Основные публикации (В список включены работы с 2004 г по предыдущей теме, связанной с изучением роли актинового цитоскелета и актин-связывающих белков в регуляции сигнальных путей).

1. Мартынова М. Г., Петухова О. А., Шарлаимова Н. С., Шабельников С. В., Быстрова О. А. 2018. Компоненты сигнальной системы кортиколиберина в предсердии улитки. Цитология.60 (3). 200-2007.
2. Petukhova О., Sharlaimova N., Shabelnikov S., Bobkov D., Martynova M., Bystrova O. 2018. Small undifferentiated cells from starfish Asteria rubens L.: candidates to the role of progenitor cells. ISJ 15: 104-115.
3. Шарлаимова Н.С., Петухова О.А. 2016. Сравнительная характеристика морфологии и пролиферативной активности клеток целомической жидкости и целомического эпителия морских звезд Asterias amurensis и A. rubens. Цитология. 58 (9): 720-729
4. Sharlaimova N. S. and Petukhova O. A. 2016. The small cells of coelomic fluid and coelomic epithelium isolated from starfish Asterias rubens and Asterias amurensis (Echinodermata: Asteroidea): comparative analysis of cell morphology and proliferative activity in vivo and in vitro. Russian Journal of Marine Biology, Vol. 42, No. 2, pp. 199-203.
5. Шарлаимова Н. С., Шабельников С. В., Бобков Д. Е., Петухова О. А. Малые клетки целомического эпителия-кандидаты на роль клеток-предшественников целомоцитов морской звезды Asterias rubens L. Материалы III Всероссийской конференции с международным участием к 110-летию со дня рождения академика А. В. Иванова "Современные проблемы эволюционной морфологии животных", 26-28 сентября 2016 г. Санкт-Петербург. Стр. 126-127
6. Bolshakova A., Magnusson K. E., Pinaev G., Petukhova O. 2015. EGF induced dynamics of NF ?B and F actin in A431 cells spread on fibronectin. Histochem. Cell Biol., 144:223-235.
7. Sharlaimova N., Shabelnikov S., Petukhova O. 2014. Small coelomic epithelial cells of the starfish Asterias rubens L. that are able to proliferate in vivo and in vitro. Cell Tissue Res. 356:83-64.
8. Petukhova, O., Shabelnikov, S., Sharlaimova, N. (2013). Subpopulation of coelomic epithelium cells of starfish Asterias rubens L. able to long-term proliferation in culture". Proceedings of the symposium 'Marine Invertebrate cell culture" Cytotechnology .2013. 65, 5: p 678.
9. Sharlaimova, N., Zenin, V., Petukhova, O. 2013. Approaches to cell cycle activity study in Asterias rubens L. FEBS Journal 280 (Suppl. 1). Abstracts of the 38th FEBS Congress. P. 507-508.
10. Bolshakova, A., Magnusson, K.-E., Pinaev, G. and Petukhova, O. 2013. Functional compartmentalisation of NF-kB-associated proteins in A431 cells. Cell Biology International, 37: 387/a-396/a.
11. Петухова О.А. Роль актинового цитоскелета в регуляции сигнальных путей, модулирующих экспрессию генов. 2013. Статья в сборнике "Роль цитоскелета в жизнедеятельности культивируемых клеток СПб, Изд-во СПбГПУ. Ред. Г.П. Пинаев, М.С. Богданова, А.М. Кольцова, с. 89-103
12. Шарлаимова Н.С., Петухова О.А. 2011. Характеристика популяций клеток целомической жидкости и целомического эпителия морской звезды Asterias rubens L., способных прикрепляться и распластываться на различных субстратах. Цитология, 2011, Т. 53 (11). С. 891-902.
13. Петухова О.А., Шарлаимова Н.С., Шабельников С.В. Гистологический анализ прогениторых клеток целомического эпителия морской звезды Asterias rubens L. В сборнике материалов II Всероссийской конференции с международным участием "Современные проблемы эволюционной морфологии животных" Санкт-Петербург. 2011. с.257-260.
14. Шарлаимова Н.С., Пинаев Г.П., Петухова О.А. 2010. Сравнительный анализ поведения и пролиферативной активности в культуре клеток целомической жидкости и клеток различных тканей морской звезды Asterias rubens L., полученных из нормальных и травмированных животных// Цитология, 52(4): 43-51
15. Holm K, Voronkina I., Sharlaimova N., Thorndyke M., Hernroth B. Functional properties of proteins from the coelomic fluid of the wounded sea star Asterias rubens (L).J Invertebr Pathol. 2010.105(2):197-9.
16. Большакова А.В., Петухова О.А., Пинаев Г.П. Магнуссон К-.Е. 2009. Сравнительный анализ способов субклеточного фракционирования для выявления альфа-актинина 1 и альфа-актинина 4 в клетках А431. Цитология. 51 (2): 122-129.
17. Babakov V., Petukhova O., Turoverova L., Kropacheva I., Tentler D., Podolskaya E., Magnusson K.-E., Pinaev G. 2008. RelA/NF-?B transcription factor associates with ?-actinin 4. Exp. Cell Res. 314. 1030-1038.
18. Bolshakova A., Petukhova O., Turoverova L., Babakov V., Tentler D., Magnusson K-E., Pinaev G. 2007. Extra-cellular matrix proteins induce re-distribution of alpha-actinin-1 and alpha-actinin-4 in A431 cells. Cell. Biol. International. 31. 360-365.
19. Емельянов А., Петухова О., Туроверова Л., Кропачева И., Пинаев Г. 2006. Динамика ДНК-связывающей активности факторов транскрипции в процессе распластывания клеток А431 на иммобилизованных лигандах. Цитология. 48 (11). 935-947.
20. Козлова А., Петухова О., Пинаев Г. 2006. Анализ клеточных элементов целомической жидкости на ранних сроках регенерации морской звезды Asterias rubens L. Цитология. 48 (3). 175-183.
21. Петухова О.А., Л.В. Туроверова, Емельянов А.Н., И.В. Кропачева, Г.П. Пинаев. 2005. ДНК-связывающая активность транскрипционных факторов, взаимодействующих с последовательностями SRE, NF-kB и AP-1, индуцированная адгезией клеток А431, коррелирует с перестройками актинового цитоскелета. Цитология. 47 (2):175-183.
22. Петухова О.А., Туроверова Л.В., Кропачева И.В., Пинаев Г.П. 2004 Анализ морфологических особенностей популяции клеток эпидермоидной карциномы А431, распластанных на иммобилизованных лигандах.. Цитология. 46 (1):5-15.
23. Бабаков В.Н., Бобков Д.Е., Петухова О.А., Туроверова Л.В., Кропачева И.В., Подольская Е.П., Пинаев Г.П. 2004. Альфа-актинин-4 и субъединица р65/RelA транскрипционного фактора NF-kB в клетках А431 локализуются совместно и мигрируют в ядро при действии эпидермального фактора роста // Цитология. 46 (12): 1065-1073.

⇑ В начало