А.Н. Мардарьев¹⁾, Н.В. Мардарьева²⁾, Г.А. Ларионов²⁾

¹⁾Брэдфордкий университет, Ричмонд Роад, Брэдфорд, BD7 1DP, Великобритания

²⁾Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, 428003, Чебоксары, Российская Федерация

кожа, заживление ран, группа поликомбных белков, Cбх7, лечение раны

В настоящее время одним из приоритетных направлений биомедицинских исследований является изучение нарушений эпигенетических механизмов регуляции экспрессии генов в развитии ряда патологических процессов, таких как нарушение заживления ран, канцерогенез и клеточное старение. В данной работе было выявлено, что экспрессия Сбх7, являющегося компонентом поликомбного репрессивного комплекса ПРК1, снижена на мРНК и белковом уровнях в эпидермисе сразу после ранения кожи. Ингибирование Сбх7 белка с использованием специфического ингибитора MS37452 в мышиных кератиноцитах усиливает их миграционную активность после создания раны-царапины в культуре клеток. Таким образом, снижение уровня экспрессиии Сбх7 в эпидермисе на ранних сроках заживления ран кожи необходимо для проиобретения кератиноцитами миграционной активности, являющейся важным компонентом в механизме заживления кожи после повреждения. Исследования проводились на мышах линии C57BL/6. Они содержались в условиях 12-часового дневного цикла при температуре воздуха 21±1^оС и влажности 40-60 %. Мыши были анестезированы внутрибрюшинной инъекцией смеси кетамин/ксилазин в дозе 100мг/10мг на кг веса. Раны (5 мм в диаметре) были нанесены пункционной биопсийной иглой 8-недельным самкам мышей на кожу спины. Образцы кожи были собраны на 0, 1, 3 и 5 дни после ранения и заморожены в жидком азоте для последующего хранения в холодильнике при температуре - 80^о С. Было установлено, что ингибирование Сбх7 в первичной культуре клеток стимулирует миграционную активность кератиноцитов. Данный результат позволяет предположить, что снижение Сбх7 сразу после ранения кожи необходимо для приобретения эпидермальными кератиноцитами способности к мигрированию в раневой дефект.

The understanding of alterations of epigenetic mechanisms in the development of many disorders, such as impaired wound healing, cancer, and ageing, is increasingly seen as a priority in biomedical research. Here, we show that expression of Cbx7, a subunit of Polycomb Repressive Complex 1, is decreased on both mRNA and protein levels in mouse epidermis immediately after skin wounding. Furthermore, Cbx7 inhibition using a specific small molecule inhibitor MS37452 stimulates migration of primary mouse epidermal keratinocytes in in vitro scratch assay. These data suggest that Cbx7 down-regulation is required for acquisition of the migratory activity by epidermal cells at early stages of wound healing in mice. The studies were performed on C57BL/6 mice. The mice were kept in a 12-hour day cycle, at an air temperature of 21±1°C and a moisture content of 40-60%. C57BL/6. The mice were anesthetized by intraperitoneal injection of a ketamine/xylazine mixture at a dose of 100 mg/10 mg per kg of body weight. Wounds (5 mm in diameter) were applied using a needle biopsy needle to the back skin of 8-week-old female mice. Skin samples were collected at 0, 1, 3 and 5 days after injury and frozen in liquid nitrogen for subsequent storage in a refrigerator at -80°C. It was found that inhibition of Sbx7 in the primary cell culture stimulates the migration activity of keratinocytes. This result suggests that a decrease in Sbx7 immediately after skin injury is necessary for the acquisition of epidermal keratinocytes to migrate to a wound defect.

1. Мардарьев, А. Н. Роль Cбх4 в заживлении кожных ран у мышей / А. Н. Мардарьев, Н. В. Мардарьева // Научно-образовательная среда как основа развития агропромышленного комплекса и социальной инфраструктуры села материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА. – Чебоксары, 2016. – С. 305-310.


2. Bardot E., Valdes V. J., Zhang J., Perdigoto C. N., Nicolis S., Hearn S. A., Silva J. M., Ezhkova E. Polycomb subunits Ezh1 and Ezh2 regulate the Merkel cell differentiation program in skin stem cells. EMBO J. 2013(32):1990-


3. Blanpain C., Fuchs E. Epidermal homeostasis: a balancing act of stem cells in the skin. Rev. Mol. Cell Biol. 2009(10):207-217.


4. Boyer L., Plath, K., Zeitlinger J., Brambrink T., Medeiros L. A., Lee T. I., Levine S. S., Wernig M., Tajonar A., Ray M. K., Bell G. W., Otte A. P., Vidal M., Gifford D. K., Young R. A., Jaenisch, R. Polycomb complexes repress developmental regulators in murine embryonic stem cells. 2006(441):349-353.


5. Comijn J., Berx G., Vermassen P., Verschueren K., van Grunsven L., Bruyneel E., Mareel M., Huylebroeck D., van Roy F. The two-handed E box binding zinc finger protein SIP1 downregulates E-cadherin and induces invasion. Cell. 2001.7:1267-1278.


6. Di Croce L., Helin K. Transcriptional regulation by Polycomb group proteins. Nat Struct Mol Biol. 2013(20):1147-1155.


7. Ezhkova E., Lien W. H., Stokes N., Pasolli H. A., Silva J. M., Fuchs E. EZH1 and EZH2 cogovern histone H3K27 trimethylation and are essential for hair follicle homeostasis and wound repair. Genes Dev. 2011(25):485-


8. Ezhkova E., Pasolli H. A., Parker J. S., Stokes N., Su I. H., Hannon G., Tarakhovsky A. Fuchs, E. Ezh2 orchestrates gene expression for the stepwise differentiation of tissue-specific stem cells. 2009(136):1122-1135.


9. Fuchs E. J. Cell Biol. Skin stem cells: rising to the surface. 2008 (180):273-


10. Ito M., Liu Y., Yang Z., Nguyen J., Liang F., Morris R. J., Cotsarelis G. Stem cells in the hair follicle bulge contribute to wound repair but not to homeostasis of the epidermis. Nat Med. 2005(11): 1351-


11. Levy V., Lindon C., Zheng Y., Harfe B. D., Morgan B. A. Epidermal stem cells arise from the hair follicle after wounding. FASEB J. 2007(21):1358-1366.


12. Liu B., Liu Y. F., Du Y. R., Mardaryev A. N., Yang W., Chen H., Xu Z. M., Xu C. Q., Zhang X. R., Botchkarev V. A., Zhang Y., Xu G. L. Cbx4 regulates the proliferation of thymic epithelial cells and thymus function. 2013. 140(4):780-800.


13. Luis N., Morey L., Mejetta S., Pascual G., Janich P., Kuebler B., Cozutto L., Roma G., Nascimento E., Frye M., Di Croce L., Benitah S. A. Regulation of human epidermal stem cell proliferation and senescence requires polycomb- dependent and -independent functions of Cbx4. Cell Stem Cell. 2011(9):233-


14. Mardaryev A. N., Gdula M. R., Yarker J. L., Emelianov V. U., Poterlowicz K., Sharov A. A., Sharova T. Y., Scarpa J. A., Joffe B., Solovei I., Chambon P., Botchkarev V. A., Fessing M. Y. p63 and Brg1 control developmentally regulated higher-order chromatin remodelling at the epidermal differentiation complex locus in epidermal progenitor cells. 2014. 141:101-111.


15. Mardaryev A. N., Liu B., Rapisarda V., Poterlowicz K., Malashchuk I., Rudolf J., Sharov A. A., Jahoda C. A., Fessing M. Y., Benitah S. A., Xu G. L., Botchkarev V. A. Cbx4 maintains the epithelial lineage identity and cell proliferation in the developing stratified epithelium. J Cell Biol. 2016. 212(1):77-89.


16. Margueron R., Reinberg D. The Polycomb complex PRC2 and its mark in life. 2011(469):343-349 (2011).


17. Mejetta S., Morey L., Pascual G., Kuebler B., Mysliwiec M. R., Lee Y., Shiekhattar R., Di Croce L., Benitah S. A. Jarid2 regulates mouse epidermal stem cell activation and differentiation. EMBO J. 2011(30):3635-


18. Shaw T., Martin P. Epigenetic reprogramming during wound healing: loss of polycomb-mediated silencing may enable upregulation of repair genes. EMBO reports. 2009. 10:881-


19. Simon J., Kingston R. E. Mechanisms of polycomb gene silencing: knowns and unknowns. Rev. Mol. Cell Biol. 2009(10):697-708.


20. Tumbar T., Guasch G.,Greco V., Blanpain C., Lowry W. E., Rendl M., Fuchs E. Defining the epithelial stem cell niche in skin. 2003(303): 359-363.


21. Yan C., Grimm W. A., Garner W. L., Qin L., Travis T., Tan N., Han Y. P. Epithelial to mesenchymal transition in human skin wound healing is induced by tumor necrosis factor-alpha through bone morphogenic protein-2. The Am J of Pathol. 2010. 176: 2247-2258.


22. Режим доступа: https://pga.mgh.harvard.edu/primerbank.