Статья
БИОИНФОРМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПЕРВИЧНЫХ АРТЕРИАЛЬНЫХ ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫХ КЛЕТОК В ФИЗИОЛОГИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ НА ОСНОВАНИИ МУЛЬТИОМИКСНЫХ ДАННЫХ
Основные положенияМаркерами эндотелиального фенотипа с наиболее высоким уровнем содержания в секретоме и внутриклеточном протеоме интактных ЭК-КА и ЭК-ВГА являются vWF, EPCR/CD201, MCAM/CD146, ICAM2/CD102, VE-кадгерин/CDH5/CD144 и PECAM1/CD31, при этом две трети маркеров эндотелиального фенотипа (около 30 из 45) выделяются в микроокружение ЭК даже в интактном состоянии.Интактные ЭК обладают относительно низкой базальной провоспалительной активностью, однако обладают высоким потенциалом патологической активации при воздействии соответствующих стимулов вследствие многообразия экспрессируемых генов индуцибельных цитокинов, а также высокой скорости выделения данных провоспалительных молекул в микроокружение после их синтеза внутри клетки.Высокая доля выделяемых белков эндотелиальной базальной мембраны и субэндотелиального внеклеточного матрикса от синтезируемых подтверждает принципиальную важность ЭК для формирования и динамической регуляции качественного и количественного состава данных структур. Цель. Провести объективный биоинформатический анализ молекулярного фенотипа интактных эндотелиальных клеток атерочувствительной коронарной артерии (ЭК-КА) и эндотелиальных клеток атерорезистентной внутренней грудной артерии (ЭК-ВГА).Материал и методы. Выполнено полнотранскриптомное секвенирование лизата ЭК-КА и ЭК-ВГА и ультравысокоэффективная жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией лизата и культуральной среды от ЭК-КА и ЭК-ВГА. В качестве метрики генной экспрессии было установлено среднее значение количества транскриптов на миллион прочтений. В качестве метрики белковой экспрессии была установлена площадь хроматографических пиков, по которым осуществляли идентификацию обнаруженных белков в образцах. Анализ биоинформатических категорий в транскриптомных и протеомных данных проводили с использованием баз данных Gene Ontology и Reactome.Результаты. Маркерами эндотелиального фенотипа с наиболее высоким уровнем содержания в секретоме и внутриклеточном протеоме интактных ЭК артерий были vWF, EPCR/CD201, MCAM/CD146, ICAM2/CD102, VE-кадгерин/CDH5/CD144 и PECAM1/CD31, при этом 30 из 45 маркеров эндотелиального фенотипа выделялись в микроокружение ЭК даже в интактном состоянии. Большинство эндотелиальных молекул клеточной адгезии обладали низкой базальной экспрессией и являлись индуцибельными (ICAM1, NRCAM, ALCAM, SELE, VCAM1). Хотя ЭК артерий экспрессировали около 40 генов цитокинов, лишь около 10 из них синтезировались в относительно значимых количествах (включая MIF, PTX3, CSF1, CCL2, CCL14, IL-8/CXCL8 и CXCL1). ЭК характеризовались высокой экспрессией и выделением практически всех компонентов базальной мембраны (около 20), а также значительного количества компонентов внеклеточного матрикса (около 65). В культуральной среде от ЭК детектировали около 50 ангиогенных и около 65 гемостатических молекул. Большее количество транскрибируемых генов и синтезируемых белков вазодилатационных сигнальных путей в сравнении с вазоконстрикционными указывало на более активное участие интактных ЭК в вазодилатации. При анализе указанных функциональных классов отмечалась согласованность экспрессии большинства молекул на уровне транскриптома, протеома и секретома.Заключение. Полученные данные свидетельствуют о высокой базальной биоактивности ЭК в контексте поддержания ими ангиогенеза, гемостаза, синтеза компонентов эндотелиальной базальной мембраны и субэндотелиального внеклеточного матрикса, а также о низкой базальной провоспалительной активности ЭК в сочетании с высоким потенциалом их патологической активации при воздействии соответствующих стимулов.
