Группа цитоанализа

Руководитель группы старший научный сотрудник, к.б.н. Галина Борисовна Белостоцкая


Группа цитоанализа была организована в январе 2003 года как подразделение общеинститутского предназначения в качестве базы и консультативного центра для исследований в области биологии, физиологии и биохимии клеток млекопитающих. Руководителем подразделения со дня его основания является с.н.с., к.б.н. Г.Б.Белостоцкая. В группе сосредоточено современное оборудование, позволяющее проводить исследования на культуре клеток с использованием анализа внутриклеточного содержания ионов Ca2+ и Mg2+ (Intracellular Imaging & Photometry System), иммуноферментного анализа, а также световой и флуоресцентной микроскопии. Подразделение располагает парком современного компьютерного оборудования и программами для анализа изображений и ионов, а также видеозаписи изображений в режиме реального времени.

 

микроскопы белостоцкая

Основные направления научной деятельности и полученные результаты

Со дня основания на базе группы цитоанализа было организовано культивирование сателлитных клеток скелетных мышц и клеток миокарда крыс различного возраста.  Изучение биологии и поведения миопредшественников в первичной культуре позволило создать оригинальные in vitro модели скелетного и кардиального миогенеза, позволяющие изучать в первичной культуре развитие от незрелого миопредшественника до зрелых сокращающихся миотрубок (ССЫЛКА 1, Video) и колоний сокращающихся кардиомиоцитов (ССЫЛКА 2, Video), а также факторов, влияющих на эти процессы. Помимо этого, в ряде исследований были использованы культивируемые клетки миокарда крыс, прикрепленные к субстрату свежеизолированные клетки миокарда без последующего культивирования, а также суспензия фиксированных и иммуноцитохимически окрашенных свежеизолированных клеток миокарда млекопитающих различных видов, включая человека.

Направления исследований:

  1. Изучение механизмов формирования кальций-зависимой гипертензии на модели культивируемых кардиомиоцитов крыс в культуре.

Изучение физиологической активности рианодиновых рецепторов в культивируемых кардиомиоцитах спонтанно гипертензивных крыс линии SHR в сравнении с нормотензивными крысами линий Wistar и WKY в ходе постнатального развития выявило резкое возрастание активности РиР2 у крыс SHR после 3-х недельного возраста, что совпадает по времени с повышением роли РиР в процессе формирования ЭМС в кардиомиоцитах крыс. Путем двух методических подходов, воздействуя непосредственно на РиР2 с помощью 4-хлор-м-крезола, и действуя на эти же рецепторы через ДГПР с помощью Bay K8644, впервые удалось выявить функциональные различия в работе рианодиновых рецепторов спонтанно гипертензивных крыс. Повышенная активность РиР2, проявляющаяся в ходе развития ЭМС в кардиомиоцитах крыс линии SHR и четко регистрируемая в конце предгипертензионного периода, может служить основой для формирования стойкой гипертензии у спонтанно гипертензивных крыс в более старшем возрасте. В исследованиях принимали участие сотрудники ИФ РАН, обеспечивая эксперименты крысами линий SHR и WKY, а также участвуя в обсуждении полученных результатов и написании статей.

  1. Исследование биологических эффектов слабых постоянного и переменного магнитных полей на миогенез и функцию скелетных мышечных клеток в культуре.

На основании in vitro экспериментов по развитию сателлитных клеток с последующим формированием миотрубок крысы был сделан вывод, что ослабление магнитного поля земли в 160 раз (0,3 мкТл) влияет на прикрепление и пролиферацию, а затем и на дифференцировку миоцитов и вызывает незначительную гибель клеток в более поздние сроки. В отличие от cниженного до 0,3 мкТл МП, уcиление магнитного воздейcтвия до 160 мкТл пpиводит к пpотивоположному эффекту. Cателлитные клетки xоpошо пpикpепляютcя к повеpxноcти и многокpатно делятcя на пpотяжении тpеx cуток pазвития в культуpе, демонcтpиpуя выcтpаивание миоблаcтов для поcледующего cлияния. Начиная c четвеpтыx cуток, pегиcтpиpуетcя уcкоpенное обpазование многоядеpныx миотpубок, котоpые пpиобpетают гипеpтpофиpованные pазмеpы к шеcтым cуткам культивиpования. Воздейcтвие МП интенcивноcтью 60–160 мкТл также уcкоpяет пpоцеcc диффеpенциpовки многоядеpныx миотpубок, что позволяет заpегиcтpиpовать иx cокpащение, по кpайней меpе, на cутки pаньше контpольного ваpианта. Новизна полученных нами результатов заключается в том, что стимулирующий эффект ПМП на такие процессы как пролиферация и дифференцировка скелетных мышечных клеток и нарастание концентрации свободного внутриклеточного Ca2+ ([Ca2+]i) при действии ПМП впервые выявлены для МП микротеслового диапазона интенсивности. С другой стороны мы продемонстрировали, что снижение магнитного воздействия до 0,3 мкТл приводит к торможению процессов образования миотрубок в культуре. Несмотря на то, что оба эффекта требуют дальнейшего изучения, необходимо иметь в виду, что слабые МП оказывают существенное влияние на процессы формирования мышечного волокна. Более того, полученные результаты стоит учитывать, прогнозируя возможные осложнения при регенерации скелетных мышц во время длительного пребывания человека в условиях низких МП, а также в плане возможного использования слабых МП с целью восстановления нарушенного миогенеза.

Изучение магнитобиологических эффектов (МБЭ) проводили совместно с сотрудникам ИФ РАН, которые осуществляли контроль напряженности магнитных полей (МП), создали экранирующую камеру для ослабления геомагнитного поля и участвовали в обсуждении полученных результатов и написании статей.

  1. Оценка эффективности действия антиоксидантных (АО) препаратов с использованием авторской модели оксидативного стресса.

Для экспресс оценки эффективности действия АО препаратов была разработана модель оксидативного стресса: повышение уровня внутриклеточного кальция — [Са2+]i в свежевыделенных кардиомиоцитах новорожденных крыс под влиянием пероксида водорода (Н2О2) в концентрации 3.10-4 М. Была изучена АО активность вновь синтезированных макромолекулярных систем с антиоксидантными свойствами (МСАО) по критериям стабилизации внутриклеточной концентрации Са2+ и сохранения физиологической активности рецепторов наружной мембраны и СР. Были протестированы 3 варианта МСАО: на основе декстрана с химически присоединенным к ним фрагментом феноксана, гидроксиэтилированного крахмала с фрагментом феноксана, а также на основе декстрана с кверцетином. Было установлено, что МСАО, содержащие химически связанные антиоксиданты, обладают высокой АО активностью, мембраностабилизирующими свойствами, обеспечивают пролонгирование действия антиоксиданта, обеспечивают водорастворимость препарата, нормализуют процесс клеточного транспорта и метаболизма Ca2+ в кардиомиоцитах в условиях окислительного стресса. Это позволяет с полной уверенностью утверждать, что рассматриваемые продукты, являются перспективными для использования в терапевтической практике для защиты и лечения клеток сердечнососудистой системы от пагубного действия активных кислородных радикалов (АКР), а также могут быть рекомендованы для применения в составе кардиоплегических растворов в кардиохирургии.

Все исследования на АО препаратах проводились совместно с сотрудниками ФГБУ «СЗФМИЦ им. В.А. Алмазова», инициировавших наше сотрудничество, и с сотрудниками Химического факультета СПбГУ – авторы МСАО.

  1. Разработка подходов для изучения магнитобиологических эффектов в мышечных клетках.

Поскольку такие МБЭ как усиление пролиферации и дифференцировки скелетных и кардиальных мышечных клеток коррелируют с повышением [Са2+]i, наша модель оксидативного стресса была использована для проверки гипотезы о свободнорадикальном механизме действия слабых магнитных полей. Ранее в экспериментах in vitro, моделирующих оксидативный стресс с помощью H2O2, было зарегистрировано не только нарастание [Са2+]i, в клетках миокарда, но и то, что применение антиоксидантных препаратов (гистохром, кверцетин), являющихся перехватчиками АКР, позволяет сдерживать повышение уровня внутриклеточного Са2+, индуцированного действием H2O2. В экспериментах на свежеизолированных кардиомиоцитах было показано, что за 10 мин воздействия постоянное МП (200 мкТл) повышало уровень [Са2+]i в 3,49±0,56 раз, а Н2О2 (3·10-4 М) – в 1,99±0,19 раз. Однако, использование АО гистохрома, позволяло сдерживать этот процесс на уровне превышения исходного состояния в 1,14±0,08 раз в случае одновременного воздействия пероксида водорода и гистохрома (2,5∙10-4 %) и на уровне в 1,55±0,14 раз при магнитном воздействии и концентрации гистохрома 2,5∙10-4 % и на уровне в 1.34±0,07 раз при действии МП и гистохрома в концентрации 2,5∙10-2 %. Полученные результаты позволили предположить, что МБЭ могут быть обусловлены образованием АКР, которые, воздействуя на рианодиновые рецепторы, регулируют метаболическое состояние клетки как в норме при обычной геомагнитной обстановке, так и при изменении ситуации в сторону увеличения напряженности магнитного поля.

  1. Изучение биологии и поведения резидентных кардиальных стволовых клеток (КСК) млекопитающих.

5.1. Колонии сокращающихся неонатальных кардиомиоцитов — in vitro модель кардиомиогенеза.

Началом этого направления в наших исследованиях можно считать обнаружение колоний, сформированных в культуре клеток миокарда новорожденных крыс. Мелкие размеры клеток, рост колоний и появление их сокращений через 11 дней после посева натолкнуло на мысль, что колонии могут быть образованы стволовыми клетками (СК), которые после нескольких раундов репликации дифференцируются в зрелые сокращающиеся кардиомиоциты. Однако это был 2003 год, а первые данные о наличии в сердце  млекопитающих резидентных кардиальных СК (КСК) были опубликованы также только в 2002-2003 г.г. Отсутствие финансирования для приобретения антител к КСК и кардиальным белкам, начальное непонимание почему другие исследователи, в отличие от нас, не получают окончательной спонтанной дифференцировки КСК в первичной культуре, а используют для этого такие стимуляторы как 5’-азацитидин, окситоцин или трихостатин А, затянуло появление публикаций на эту тему. Первые тезисы были опубликованы в 2007 г., а первые подробные статьи – только в 2011-2012 г.г.  Позднее была сформулирована окончательная идеология: при культивировании КСК в смешанной популяции клеток миокарда новорожденной крысы в результате их контакта со зрелыми кардиальными клетками после нескольких раундов репликации происходит их дифференцировки в зрелые сокращающиеся кардиомиоциты. Это имитирует ход событий в миокарде млекопитающих, и, в связи с этим, может рассматриваться в качестве in vitro модели кардиомиогенеза, что, в свою очередь, позволяет применять ее для изучения всех стадий миогенеза и использовать для тестирования различных факторов, влияющих на эти процессы.

5.2. Стимуляция пролиферации и дифференцировки резидентных КСК миокарда крыс апоптозными телами кардиомиоцитов на in vitro модели кардиомиогенеза. Влияние продуктов апоптоза на клетки-предшественники кардиомиоцитов и сократимость миокарда.

В основу этого направления совместных исследований трех организаций Санкт-Петербурга (ГБОУ ВПО СПХФА, ИЭФБ РАН и ФГБУ «СЗФМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России) положена гипотеза профессора ГБОУ ВПО СПХФА А.И Тюкавина с коллегами о возможном стимулирующем влиянии продуктов апоптотической гибели на регенерацию органов и тканей млекопитающих [Тюкавин с соавт. 2015]. Это предположение было проверено на нашей in vitro модели кардиомиогенеза. Было показано, что внесение в культуру клеток миокарда новорожденных крыс суспензии апоптозных тел (АпТ) кардиомиоцитов усиливало пролиферацию резидентных КСК и стимулировало образование более объемных колоний частота сокращений которых была в 1.5 раза выше (99 уд/мин против 60 уд/мин), чем в контроле (ССЫЛКА 3 Video; ССЫЛКА 4 Video). В in vivo экспериментах было установлено, что введение АпТ повышало внутрижелудочковое систолическое давление у крыс, а через 2 ч после ишемии сократимость миокарда у крыс, ранее получавших АпТ, была на 70% выше, чем у контрольных животных, и ВЖСД составляло 120 и 70 мм рт. ст. соответственно. Это позволило предположить, что повышение сократимости миокарда, выявленное на изолированном сердце, может быть связано со стимулирующим эффектом АпТ кардиомиоцитов на пролиферацию и дифференцировку резидентных КСК.

5.3. Внутриклеточное развитие резидентных КСК внутри кардиомиоцитов с образованием структуры “клетка-внутри-клетки” (СКВК) в первичной культуре клеток миокарда крыс. Влияние гипоксии и ацидоза на формирование СКВК.

Несмотря на то, что формирование СКВК описано для клеток иммунной системы (цитофагоцитоз и эмпериполез) и опухолей (энтоз), нет данных о формировании таких структур с участием КСК. В культуре клеток миокарда новорожденных, 20- и 40-дневных крыс нами впервые было обнаружено присутствие КСК внутри кардиальных клеток. Показано, что КСК трех типов (c-kit+-, Sca+— и Isl1+) развиваются внутри капсулы, размеры которой за счет пролиферации КСК увеличиваются по мере культивирования, мембрана утолщается, и в ней, предположительно для газообмена и обмена метаболитами, формируются от 3 до 5 отверстий (пор). Последующий разрыв капсулы с выходом транзиторных клеток (ТК), большего размера, чем исходные КСК (10-18 мкм против 5-7 мкм), и позитивных в отношении одного из антигенов КСК и кардиальных белков (альфа-саркомерный актин, саркомерный альфа-актинин и кардиальный Тропонин T), дает основание предполагать, что внутриклеточное развитие резидентных КСК приводит к формированию прекардиомиоцитов (ТК), способных превращаться в зрелые кардиомиоциты.

Изменение условий культивирования, имитирующих гипоксию и ацидоз в поврежденном миокарде, позволило нам смоделировать поведение резидентных КСК в зоне инфаркта. Впервые в культуре клеток миокарда новорожденной крысы было показано, что снижение pH среды до 5 и концентрации О2 до 85% (гипоксия) блокировали дифференцировку КСК в составе колоний. Однако эти же неблагоприятные факторы стимулировали внутриклеточное развитие КСК всех типов внутри кардиомиоцитов, увеличивая количество СКВК в 5 и более раз по сравнению с контролем. Эти результаты позволяют предположить, что пассивное участие в регенерации миокарда резидентных КСК может быть связано именно с переходом КСК на внутриклеточный путь развития из-за воспаления и быстро развивающегося фиброза при недостаточном кровообращении во время инфаркта.

Кажется правдоподобным, что агрессивная среда понуждает КСК прятаться внутри зрелых кардиомиоцитов. При этом надо иметь в виду, что развитие КСК внутри кардиомиоцитов с образованием СКВК, даже в оптимальных условиях культивирования, раза в 2-2.5 продолжительнее формирования дифференцированных кардиомиоцитов в составе колоний: 20-25 дней и 10-11 дней, соответственно. Таким образом, мы предполагаем, что подавление колонеобразования и переход КСК на внутриклеточный путь развития во время ишемии и инфаркта значительно ослабляет или даже полностью исключает участие резидентных КСК в регенерации миокарда при острой патологии. Однако нельзя отбрасывать возможность включения ТК, вышедших из СКВК, в регенерационный процесс позднее – в постинфарктном периоде и при хронической сердечной недостаточности.

5.4. Ex vivo выявление колоний и СКВК, образованных КСК в миокарде млекопитающих различных видов и возраста, включая человека.

Для изучения активности резидентных КСК на организменном уровне была разработана методика получения и анализа суспензии свежеизолированных клеток миокарда (ex vivo), позволяющая выявлять колонии и СКВК, образованные в сердце млекопитающих. Ex vivo анализ показал, что не только в культуре, но и в миокарде крыс различного возраста (от рождения до старости), молодых мышей, годовалого бычка и взрослого человека присутствуют не только колонии, но и СКВК, образованные КСК трех типов (Isl1+, ckit+ и Sca1+). (ССЫЛКА 5, Фото). На этом основании был сделан вывод, что кардиомиогенез в миокарде млекопитающих происходит на протяжении всей жизни двумя путями: путем формирования новых кардиомиоцитов из КСК в составе колоний и посредством внутриклеточного развития КСК в зрелых клетках миокарда. Было показано, что ТК, образующиеся в составе формирующихся колоний, и ТК, выходящие из СКВК при разрыве внутриклеточной капсулы, занимают промежуточное положение между КСК и зрелыми кардиомиоцитами, экспрессируя стволовые и кардиальные антигены. Пролиферация ТК и их последующая дифференцировка сопровождаются снижением экспрессии стволовых антигенов с параллельным нарастанием экспрессии кардиальных белков. Это дало возможность предположить, что ТК, образующиеся в ходе формирования колоний и СКВК,  представляют собой популяцию прекардиомиоцитов, способных обеспечивать самообновление и регенерацию миокарда.

5.5. Влияние космической невесомости на физиологическую активность резидентных КСК мышей линии C57BL.

Активность резидентных КСК СПФ-мышей линии С57BL/6N во время 30-дневного околоземного космического полета на аппарате БИОН-М1 оценивали по наличию в суспензии свежеизолированных (ex vivo) клеток миокарда отдельных КСК и колоний, образованных КСК трех типов (c-kit+-, Sca-1+— и Isl1+) сразу после приземления в сравнении с контрольными мышами. С помощью конфокальной микроскопии иммуноцитохимически окрашенных фиксированных клеток было показано, что невесомость ослабляла межклеточные контакты между зрелыми кардиомиоцитами, вызывала изменение их морфологии и механические повреждения. В контроле, но в значительно большей степени в миокарде мышей, подвергнутых действию космической невесомости, были выявлены как одиночные КСК, так и КСК-колонии различных размеров и разной степени дифференцированности. При этом количество СКВК не отличалось от виварного контроля. По имеющимся сведениям длительный космический полет, сопровождающийся невесомостью, вызывает значительные изменения в структуре ткани миокарда млекопитающих, что сопровождается потерей мышечной массы сердца. По нашим данным это стимулирует нарастание активности резидентных КСК, которые формируют новые кардиомиоциты путем пролиферации и дифференцировки в составе колоний, а не с помощью более длительного внутриклеточного способа развития. Мы предполагаем, что на фоне гибели зрелых кардиомиоцитов усиленное колонеобразование количественно восполняет утраченные клетки, заменяя крупные кардиомиоциты мелкими ТК разного уровня зрелости. Это позволяет поддерживать миокард в рабочем состоянии во время космического полета и обеспечивает быстрое восстановление сердечной мышцы после приземления.

Достижения

Эксперименты на КСК в культуре (in vitro) и анализ суспензии свежеизолированных клеток миокарда (ex vivo) позволили получить новые приоритетные данные о способах воспроизводства зрелых кардиомиоцитов из резидентных кардиальных СК. Впервые было выявлено внутриклеточное развитие резидентных КСК в зрелых клетках миокарда. Дальнейшие исследования позволят не только всесторонне изучить этот феномен, что важно в качестве фундаментального аспекта этого явления, но и откроют новые перспективы для регенеративной медицины в плане возможного использования кардиальных стволовых и транзиторных клеток для терапии таких социально значимых заболеваний человека, как ишемия, инфаркт миокарда и хроническая сердечная недостаточность.

Совместный проект четырех коллективов научных Учреждений СПб, включая ИЭФБ РАН,: «Investigation of the mechanism(s) of targeted stem cell migration into the injured tissue for development of novel drugs aimed at myocardial repair after myocardial infarction» (рук. проекта А.И.Тюкавин) стал победителем международного конкурса «Авангард Знаний» в 2011 г. по направлению сердечнососудистые заболевания.

Сотрудничество

В группе прошли обучение два аспиранта и 5 студентов ВУЗов Санкт-Петербурга (СПбГПУ, СПбГТУ, СПбГУ), успешно защитившие: одну кандидатскую диссертацию, две бакалаврские, 4 магистерские и одну дипломную работы. Научная работа сотрудников группы с активным привлечением студентов и аспирантов ведется в сотрудничестве с учеными других лабораторий ИЭФБ РАН и ведущими специалистами Институтов Санкт-Петербурга: ИФ РАН, ФГБУ «СЗФМИЦ им. В.А. Алмазова «Минздрава России, ГБОУ ВПО СПХФА, а также химического и биолого-почвенного факультетов СПбГУ.

Гранты

Создание группы цитоанализа и последующие исследования были поддержаны Грантами Президиума РАН (1998) и (2002), грантами СПбНЦ РАН (2003) и (2005), правительства СПб для аспирантов (2009-2010), ФН-медицине (2007) и (2013-2014) и РФФИ (2009-2011),  (2011-2013), (2012-2014), (2016-2019). Сотрудники группы принимали участие в международном космическом проекте БИОН-М № 1, изучая действие 30-дневной космической невесомости на активность резидентных КСК мышей линии C57BL.

Результаты научных работ неоднократно докладывались на Всероссийских (Съезд физиологов России (2007, 2010), 1-го и 2-го Национальных Конгрессов по регенеративной медицине (2013, 2015) и Международных конференциях, конгрессах и форумах: III и IV Съездов физиологов СНГ (Украина, Ялта 2011, Россия, Сочи 2014), Biological Motility (Россия, Пущино 2010, 2012 и 2014), CTERP-2016 (Россия, СПб 2016), Европейского биофизического конгресса (Италия, Генуя, 2009), Конгресса Европейского общества кардиологов (Швеция, Стокгольм, 2010 и Испания, Барселона 2014), the 5th International conference on Clinical and Experimental Cardiology (USA, Philadelphia 2015).

сотрудники белостоцкая

Публикации по темам

  1. Изучение механизмов формирования кальций-зависимой гипертензии на модели культивируемых кардиомиоцитов крыс в культуре.
    1. Белостоцкая Г.Б., Захаров Е.А., Клюева Н.З., Петрова Е.И., Наследов Г.А. Нарушения в работе рианодиновых рецепторов кардиомиоцитов спонтанно гипертензивных крыс, выявленные с помощью 4-хлор-м-крезола. Биофизика, 2008. 53(6):1033-1037.
    2. Belostotskaya G.B., Zakharov E.A., Klioueva N.Z., Petrova E.I., Nasledov G.A.The study of Ca2+ release from SR via activation of the RyRs by caffeine and 4-chloro-m-cresol in cardiomyocytes of SHR during pre-hypertensive stage versus WKY and Wistar. International Symposium "Biological Motility: Achievements and Perspectives", Pushchino, Moscow region, Russia, May 11–15, 2008, P. 138-142.
    3. Захаров Е.А., Н.З. Клюева, Г.Б. Белостоцкая Механизмы формирования кальций-зависимой гипертензии на модели кардиомиоцитов крыс в культуре. Артериальная гипертензия, 2009. Т. 15, № 6, С. 683-687.
    4. Belostotskaya G.B., E.A. Zakharov, N.Z. Klyueva RyR activation in cultured SHR cardiomyocytes at the end of the prehypertensive period. Eur Biophys J (2009) 38 (Suppl 1), P-401, P.139.
    5. Belostotskaya G.B., E.A.Zakharov, N.Z.Klyueva Hyperactivity of ryanodine receptors inside SHR cardiomyocytes revealed via Bay K8644 activated DHPRs interplay with RyRs. Международный Симпозиум «Биологическая подвижность: от фундаментальных достижений к нанотехнологиям», Пущино 11-15 мая 2010. “Biolocical motility: from fundamental achievements to nanotechnologies”.- Puschino: Synchrobook - 2010.- 348 p., P. 38-42.
  2. Исследование биологических эффектов слабых постоянного и переменного магнитных полей на миогенез и функцию скелетных мышечных клеток в культуре.
    1. S.Eldashev, B.F.Shchegolev , S.V.Surma, G.B.Belostotskaya The influence of low intensity magnetic field on proliferation and differentiation of new born rat muscle cells in the primary culture. Международный Симпозиум «Биологическая подвижность: от фундаментальных достижений к нанотехнологиям», Пущино 11-15 мая 2010. “Biolocical motility: from fundamental achievements to nanotechnologies”.- Puschino:Synchrobook - 2010.- 348 p., P.76-80. Г.Б.Белостоцкая, Н.С.Домнина, Б.Ф.Щеголев, С.В.Сурма, Р.С.Хрусталева Культура мышечных клеток в медико-биологических исследованиях//В сб. научных трудов "Трансляционная медицина" (под ред. чл.-корр. РАМН, проф. Е. В. Шляхто), СПб, 2010, С. 110-128.
    2. Елдашев И.С., Щеголев Б.Ф., Сурма С.В., Белостоцкая Г.Б. Влияние слабых магнитных полей на развитие сателлитных клеток новорожденной крысы в первичной культуре. 2010. Биофизика, Т. 55, № 5, С. 868-874. / Eldashev IS, Shchegolev BF, Surma SV, Belostotskaia GB. Effect of low-intensity magnetic fields on the development of satellite muscle cells of a newborn rat in the primary culture. 2010; 55(5):765-770. DOI: 10.1134/S0006350910050143
    3. Белостоцкая Г.Б., Голованова Т.А., Елдашев И.С., Захаров Е.А., Домнина Н.С., Сурма С.В. Уровень внутриклеточного кальция как показатель физиологического состояния мышечных клеток//"Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине" Т. 3: сборник трудов Первой международной научно-практической конференции “Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине“. 23-26 11.2010, Санкт-Петербург, Россия (Под ред. А.П. Кудинова, Б.В. Крылова). - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010, С. 191-198.
    4. Белостоцкая Г.Б., Елдашев И.С., Сурма С.В., Щеголев Б.Ф. Молекулярные механизмы влияния магнитных полей разной интенсивности на регуляцию уровня кальция в культивируемых мышечных клетках. Вестник СПбГУ. 2011. Сер. 4. Вып. 4. С. 198–204.
    5. S.Korkosh, B.F.Shchegolev, S.V.Surma, I.V.Nerubatskaya G.B.Belostotskaya Effects of alternating magnetic fields on contractive activity of newborn rat skeletal myotubes of different maturity in the primary culture. Biological Motility: Fundamental and Applied Science. – Pushchino:Foton-Vek – 2012. – 284 p. P. 84-88.
    6. Белостоцкая Г.Б., Коркош В.С., Нерубацкая И.В., Сурма С.В., Щеголев Б.Ф. Свободно-радикальный механизм кальций опосредуемых эффектов слабого магнитного поля в экспериментах на мышечных клетках в культуре. Тезисы в сборнике материалов Всероссийской конференции «Братья Орбели и развитие современной науки», СПб, 1-2 октября 2012 г. С. 16-19.
    7. Belostotskaya G., Surma S., Shchegolev B., Stefanov V. Biological effects of weak magnetic fields: model study of plausible mechanisms on the developing rat myocytes. FEBS Journal V. 280, Suppl. 1 Abstracts of the 38th FEBS Congress, Saint Petersburg, Russia, July 6-11, 2013. Mechanisms of Communication and Signaling S 13-105. P.242
    8. Surma S.V., Belostotskaya G.B., Shchegolev B.F., Stefanov V.E. Effect of weak static magnetic fields on the development of cultured skeletal muscle cells. Bioelectromagnetics 2014: 35:537-546. doi: 10.1002/bem.21876.
  3. Оценка эффективности действия антиоксидантных (АО) препаратов с использованием авторской модели оксидативного стресса.
    1. Белостоцкая Г.Б., Дарашина И.В., Голованова Т.А., Хрусталева Р.С., Цырлин В.А. Оценка функционального состояния свежевыделенных кардиомиоцитов крыс в условиях окислительного стресса. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. №2 (26), 2008, С. 85-92.
    2. Darashina I.V., T.A.Golovanova, R.S.Chrustaleva, G.B.Belostotskaya Fresh-isolated cardiomyocytes is a high sensitive system to study pharmacological activity of antioxidant drugs. Russian-Norwegian symposium “Myocardial protection: molecular, pathophysiological and clinical aspects”, St-Petersburg, Russia, May 12-13, 2008, Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008, 26, № 2, P. 22-23.
    3. Belostotskaya G.B., R.S.Khrustaleva, N.S.Domnina, V.A.Tsyrlin, T.A Golovanova, I.V.Darashina Correction of cardiomyocytes reperfusional damages by means of macromolecular systems possessing antioxidant properties. Russian-Norwegian symposium “Myocardial protection: molecular, pathophysiological and clinical aspects”, St-Petersburg, Russia, May 12-13, 2008, Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008, 26, № 2, P. 11-12.
    4. Хрусталева Р.С., Домнина Н.С., Белостоцкая Г.Б., Лезов А.В., Сергеева О.Ю., Цырлин В.А. Наноструктуры на основе гидрофильных полимеров и антиоксидантов – новый класс плазмозаменителей. // Нанотехнологии в биологии и медицине. Под ред. чл.-корр. РАМН, проф. Е.В.Шляхто. СПб.: Изд-во «Любавич», 2009, 320 с., С. 239-252.
    5. Сергеева О.Ю.. Завьялова М.С., Домнина Н.С., Филиппов С.К., Белостоцкая Г.Б. Синтез и свойства гибридных макромолекулярных антиоксидантов на основе гидроксиэтилированного крахмала//"Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине" Т. 3: сборник трудов Первой международной научно-практической конференции “Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине“. 23-26. 11.2010, Санкт-Петербург, Россия (Под ред. А.П. Кудинова, Б.В. Крылова). - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010, С. 318-319.
    6. Нечаев Д.А., Сергеева О.Ю., Завьялова М.С., Домнина Н.С., Белостоцкая Г.Б. Антиоксидантная активность кверцетина и конъюгата на его основе в условиях оксидативного стресса на клеточной модели. XIV Межд. совещание и VII школа по эволюционной физиологии, посвященные памяти академика Л.А.Орбели. 2011. СПб, С. 138.
    7. Filippov S.K., Sergeeva O.Yu., Vlasov P.S., Zavyalova M.S., Belostotskaya G.B., Garamus V.M., Khrustaleva R.S., Stepanek P., Domnina N.S. Modified hydroxyethyl starch protects cells from oxidative damage. Carbohydrate Polymers. 2015; 134:314–323. doi:10.1016/j.carbpol.2015.07.062.
  4. Разработка подходов для изучения магнитобиологических эффектов в мышечных клетках.
    1. Белостоцкая Г.Б., Елдашев И.С., Сурма С.В., Щеголев Б.Ф. Молекулярные механизмы влияния магнитных полей разной интенсивности на регуляцию уровня кальция в культивируемых мышечных клетках. Конф., посв. 100-летию со дня рождения проф. Э.В.Фрисман, и 45-летию основания специализации «Мол. биофизика» на физич. фак-те, 14-15 июня 2011. Сб. тезисов «Современные проблемы молекулярной биофизики». СПб, 2011. С. 23.
    2. Белостоцкая Г.Б., Елдашев И.С., Сурма С.В., Щеголев Б.Ф. Молекулярные механизмы влияния магнитных полей разной интенсивности на регуляцию уровня кальция в культивируемых мышечных клетках. Вестник СПбГУ. 2011. Сер. 4. Вып. 4. С. 198–204.
    3. Елдашев И.С., Щеголев Б.Ф., Сурма С.В., Белостоцкая Г.Б. Влияние слабых и сверхслабых магнитных полей на регуляцию уровня кальция в миотрубках скелетных мышечных клеток в культуре. XIV Межд. совещание и VII школа по эволюционной физиологии, посвященные памяти академика Л.А.Орбели. 2011. СПб, С. 72.
    4. Белостоцкая Г.Б., Коркош В.С., Нерубацкая И.В., Сурма С.В., Щеголев Б.Ф. Свободно-радикальный механизм кальций опосредуемых эффектов слабого магнитного поля в экспериментах на мышечных клетках в культуре. Тезисы в сборнике материалов Всероссийской конференции «Братья Орбели и развитие современной науки», СПб, 1-2 октября 2012 г. С. 16-19.
  5. Изучение биологии и поведения резидентных кардиальных стволовых клеток (КСК) млекопитающих.

5.1. Колонии сокращающихся неонатальных кардиомиоцитов - in vitro модель кардиомиогенеза.

  1. Belostotskaya G.B., Golovanova T.A., Vasilieva N.A. Cell proliferation, differentiation and contractile colony formation within neonatal rat heart cell culture. Focus on Microscopy 2007. Tuesday April 10th - Friday April 13th, 2007, Valencia, Spain. http://www.focusonmicroscopy.org/2007/index.html.
  2. Белостоцкая Г.Б., Т.А.Голованова, Н.А.Васильева Образование сокращающихся колоний в первичной культуре неонатальных клеток сердца крысы. Тез. докл. на ХХ форуме физиологов России, 2007, Москва, № 0111, С.145.
  3. Golovanova T. and G.Belostotskaya. Spontaneously proliferating and differentiating cells in the culture of new born rat cardiomyocytes. Eur Biophys J, (2009) 38 (Suppl 1), O-229, P. 93.
  4. Golovanova T.A. and Belostotskaya G.B.. Identification of cells forming the contractile colonies in the culture of rat cardiomyocytes. European Heart Journal. 2010: Vol. 31 (Abstract Supplement): 400.
  5. Голованова Т.А., Белостоцкая Г.Б. Способность миокарда крыс к самообновлению в экспериментах in vitro: пролиферативная активность неонатальных кардиомиоцитов. 2011. КТТИ, Т. VI, № 6, С. 66-70.
  6. Белостоцкая Г.Б., Голованова Т.А. Формирование колоний сокращающихся кардиомиоцитов в культуре клеток миокарда новорожденной крысы как модель регенерационного кардиомиогенеза. Научные труды III Съезда физиологов СНГ. — Под ред. А.И. Григорьева, О.А. Крышталя, Ю.В. Наточина, Р.И. Сепиашвили. — М.: Медицина–Здоровье, 2011. — 336 с.— ISBN 5-94255-017-6. С. 145.
  7. Голованова Т.А., Белостоцкая Г.Б. Способность миокарда крыс к самообновлению в экспериментах in vitro: колонии сокращающихся неонатальных кардиомиоцитов. 2012. КТТИ, Т. VII, № 1, С. 67-72.
  8. Belostotskaya G.B., T.A.Golovanova, I.V.Nerubatskaya Clone formation represents one the main mechanisms of myocardial self-renewal and regeneration in the mammalian heart. Материалы Х Международного Симпозиума «Биологическая подвижность: новые факты и гипотезы», посвященного 110-летию со дня рождения Академика Г.М. Франка. Biological motility: new facts and hypotheses.- Pushchino: ITEB RAS – 2014. P.33.
  9. Belostotskaya GB, Golovanova TA. Characterization of contracting cardiomyocyte colonies in the primary culture of neonatal rat myocardial cells: A model of in vitro cardiomyogenesis. Cell Cycle 2014; 13(6):910 - 918; PMID: 24423725; http://dx.doi.org/10.4161/cc.27768.

5.2. Стимуляция пролиферации и дифференцировки резидентных КСК миокарда крыс апоптозными телами кардиомиоцитов на in vitro модели кардиомиогенеза. Влияние продуктов апоптоза на клетки-предшественники кардиомиоцитов и сократимость миокарда.

  1. Тюкавин А.И., Белостоцкая Г.Б., Галагудза М.М., Голованова Т.А., Захаров Е.А.,. Буркова Н.В, Ивкин Д.Ю. Влияние продуктов апоптоза на клетки-предшественники кардиомиоцитов и сократимость миокарда. Научные труды III Съезда физиологов СНГ. — Под ред. А.И. Григорьева, О.А. Крышталя, Ю.В. Наточина, Р.И. Сепиашвили. — М.: Медицина–Здоровье, 2011. — 336 с.— ISBN 5-94255-017-6. С. 200.
  2. Тюкавин А.И., Белостоцкая Г.Б., Голованова Т.А., Галагудза М.М., Венков А.А., Захаров Е.А., Буркова Н.В., Ивкин Д.Ю., Карпов А.А. Продукты апоптоза влияют на миграцию мезенхимных и пролиферацию резидентных стволовых клеток. I Национальный Конгресс по регенеративной медицине. МАТЕРИАЛЫ КОНГРЕССА М., 2013– 325с., С. 251.
  3. Тюкавин А.И., Белостоцкая Г.Б., Галагудза М.М., Голованова Т.А., Захаров Е.А., Буркова Н.В., Ивкин Д.Ю., Карпов А.А., Радько С.В. Апоптозные тела кардиомиоцитов содержат субстанции, повышающие сократимость миокарда. Научные труды IV Съезда физиологов СНГ / под ред. А.И. Григорьева, Ю.В. Наточина, Р.И. Сепиашвили. – М.: Медицина – Здоровье, 2014. – 276 с. - ISBN 5-94255-017-9. С. 105-106.
  4. Тюкавин А.И, Белостоцкая Г.Б., Голованова Т.А., Галагудза М.М., Захаров Е.А., Буркова Н.В., Ивкин Д.Ю., Карпов А.А. Стимуляция пролиферации и дифференцировки резидентных клеток миокарда крыс апоптозными телами кардиомиоцитов. Клеточные технологии в биологии и медицине. 2015, № 1 . С. 25-28./Tyukavin А.I,
  5. Belostotskaya G.B., Golovanova Т.А., Galagudza М.М., Zakharov Е.А., Burkova N.V., Ivkin D.Yu., Karpov А.А. Stimulation of proliferation and differentiation of rat resident myocardial cells with apoptotic bodies. Bull Exp Biol Med. 06/2015; 159(1). DOI:10.1007/s10517-015-2909-6

 

5.3. Внутриклеточное развитие резидентных КСК внутри кардиомиоцитов с образованием структуры “клетка-внутри-клетки” (СКВК) в первичной культуре клеток миокарда крыс. Влияние гипоксии и ацидоза на формирование СКВК.

  1. B.Belostotskaya, I.V.Nerubatskaya, Cell-in-cell proliferation of resident cardiac stem cells inside mature cardiomyocytes in the primary culture of rat myocardial cells. ESC Congress 2014. http://congress365.escardio.org P2997.
  2. Белостоцкая Г.Б., Нерубацкая И.В. Внутриклеточное развитие резидентных кардиальных стволовых клеток – один из способов самообновления миокарда млекопитающих. Научные труды IV Съезда физиологов СНГ / под ред. А.И. Григорьева, Ю.В. Наточина, Р.И. Сепиашвили. – М.: Медицина – Здоровье, 2014. – 276 с. - ISBN 5-94255-017-9. С. 151. (Сочи-Дагомыс, Россия, 8-12 октября 2014 г. Москва – Сочи).
  3. Белостоцкая Г.Б. Новый взгляд на способность сердца к самообновлению и регенерации. Сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновации и здоровье нации». Санкт-петербург, 17 ноября 2014 г. – СПб.: Изд-во СПХФА, 2014. – 704 с. С. 122-126.
  4. Belostotskaya Intracellular development of cardiac stem cells as a strategic avenue to secure self-renewal, regeneration and maintenance of the mammalian myocardium. Proceedings of 5th International conference on Clinical and Experimental Cardiology, April 27-29, 2015, Philadelphia, USA. J Clin Exp Cardiolog 2015, 6(4): 75.
  5. Belostotskaya Role of cardiac stem cells in the formation of adult heart and the maintaining its homeostasis. New experimental data and hypotheses. Proceedings of 5th International conference on Clinical and Experimental Cardiology, April 27-29, 2015, Philadelphia, USA. J Clin Exp Cardiolog 2015, 6(4):93.
  6. Belostotskaya G., Nevorotin A., Galagudza M. Identification of cardiac stem cells within mature cardiac myocytes. Cell Cycle 2015; 14(19):3155-3162. DOI: 10. 1080/ 15384101. 2015. 1078037

5.4. Ex vivo выявление колоний и СКВК, образованных КСК в миокарде млекопитающих различных видов и возраста, включая человека.

  1. Белостоцкая Г.Б. Регенерационный потенциал миокарда в свете новых экспериментальных данных. // Транляционная медицина. Под ред. акад. РАН, Е.В.Шляхто. СПб.: Изд-во ООО «ЛД-Принт», 2015, 734 с., С. 89-104.
  2. Белостоцкая Г.Б. Кардиомиогенез во взрослом сердце в свете новых экспериментальных данных. 2-й Национальный конгресс по регенеративной мндицине. Москва, 3-5 декабря 2015.
  3. Belostotskaya G.B. Intracellular development of cardiac stem cells is one of the ways of the myocardium self-renewal in mammals. CTERP-2016. Recent Achievements in Stem Cell Research. April, 6-8. St. Petersburg, Russia. P. 64.

5.5. Влияние космической невесомости на физиологическую активность резидентных КСК мышей линии C57BL.

G.Belostotskaya and E.Zakharov The effect of space microgravity on the physiological activity of mammalian resident cardiac stem cells. 40th COSPAR Scientific Assembly 2014. http://cospar2014moscow.com F5.1-0007-14.

 

Белостоцкая Галина Борисовна к.б.н.

старший научный сотрудник (руководитель группы)

gbelost@mail.ru+79218926567
Новоселова Нина Юрьевна

научный сотрудник

Нерубацкая Ирина Викторовна

старший лаборант-исследователь