Исследование механизмов дифференцировки и интеграции дифференцирующихся систем в развитии животных как основа совершенствования медицинских технологий.НИР

Research of the mechanisms of differentiation and integration of differentiated systems in the animal development as a basis of improvement of medical technologies.

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Исследование механизмов дифференцировки и интеграции дифференцирующихся систем в развитии животных как основа совершенствования медицинских технологий.
Результаты этапа: Методами western-blot и иммуноцитохимического анализа показано, что ингибирование нижнего звена сигнального каскада Hippo (эффекторного белка YAP) ткани эмбрионального яичника мыши при культивировании in vitro со стадии Е14,5 в течение 7 дней (до срока рождения мышат in vivo) приводит к отставанию ооцитов в развитии по сравнению с контролем. При ингибирования киназ MST1 и 2 (верхнего звена сигнального каскада Hippo) бензолсульфонамидом, когда YAP остается активным, мы наблюдали снижение количества пикнотических ядер и повышения жизнеспособности ткани, т.е. на ранних этапах оогенеза YAP проявляет свои анти-апоптотические свойства При исследовании потенции к развитию в период имплантации эмбрионов млекопитающих, имеющих мозаичные генотипы, выявленные в трофэктодерме, предварительно показано, что нарушение температурного режима при взятии образцов трофэктодермы для генетического анализа, приводит к возникновению так называемого технического шума на профилях NGS, который часто ложно интерпретируется как мозаицизм. Для оптимизации методов криоконсервации млекопитающих проведены эксперименты по сопоставлению токсического воздействия на бластоцисты мыши in vitro этиленгликоля, глицерина и диметилсульфоксида, использующихся как криопротекторы. Токсические эффекты, оцениваемые по морфологическим изменениям клеток и темпам дальнейшего развития эмбриона, были сходны для всех криопротекторов. Токсический эффекты имели временную и дозовую зависимость – чем выше концентрация криопротектора в растворе (от 10% до 40%) тем меньшее время требовалось для достижения токсического эффекта: от 15 мин до 30 сек для появления морфологических нарушений и от 25мин до 1,5 минут для остановки развития. После локального разрушения подповерхностного слоя пигментных клеток (меланофоров) обнаружена зависимость увеличения доли митозов в цикле восстановления пигментации от степени дисперсии пигментных гранул в клетке при сохранении уровня увеличения числа меланофоров за счет дифференцировки de novo, характерного для данной онтогенетической стадии личинки. Обнаружен кранио-каудальный градиент расселения поделившихся меланофоров на спинной стороне тела. При изучении динамики люцигенин- и люминолзависимой хемилюминисценции в цикле питания и при регенерации планарий Dugesia tigrina показано, что воздействие модуляторов окислительного стресса (стимулятора FMLP и игибитора апацинина) адекватно влияет на интенсивность всплеска свечения. Выполнены пробные эксперименты по регистрации динамики люцигенинзависимой хемилюминисценции в процессе раннего эмбрионального развития костистой рыбы вьюна Misgurnus fossilis.. Отмечен значительный подъем колебаний уровня интенсивности свечения в период появления гетеросинтезов в ядрах клеток эмбриона (поздняя бластула-ранняя гаструла).
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Исследование механизмов дифференцировки и интеграции дифференцирующихся систем в развитии животных как основа совершенствования медицинских технологий
Результаты этапа: Отработана модель синдрома преждевременного истощения яичника на мышах с применением циклофосфамида (ЦФА): подобран протокол для анализа овариального резерва по уровню экспрессии гена компонента блестящей оболочки Zp3. Установлено, что относительная экспрессия Zp3 и маркера половых клеток Ddx4 снижается при действии ЦФА в 3 и 2 раза, соответственно, на фоне повышенного уровня эстрадиола в крови.Это подтверждает, что ЦФА вызывает истощение яичника в результате гиперактивации роста фолликулов. Отработана модель имплантации in vitro эмбрионов мыши. Иммуногистохимическое окрашивание на Oct-4 (маркер внутренней клеточной массы -ВКМ) выявило, что ВКМ расположена в центре пересаженного зародыша, а разрастание по субстрату образовано клетками трофэктодермы (ТЭ). Имплантированные in vitro утилизационные 5 суточные эмбрионы человека с хромосомными нарушениями, несовместимыми с нормальным развитием, разрастались на платформе имплантации. На 9-10 сутки развития в области ВКМ выявили много микроядер и погибших клеток, что согласуется с моделью самокоррекции хромосомного статуса путем клонального истощения. Подготовлены образцы ВКМ и ТЭ зародышей для генетического анализа методом NGS. Для исследования динамики митохондриальной гетероплазмии в раннем развитии отработана методика переноса ядерного материала между зиготами мышей разных линий (С57bl/6, BALB/c;) - выживаемость эмбрионов 70-75 %.Отработана ПЦР-методика регистрации уровня митохондриальной гетероплазмии в отдельных клетках реконструированных эмбрионов. При исследовании токсичности криопротекторов установлено, что действие равных концентраций этиленгликоля, глицерина и диметилсульфоксида на бластоцисты мыши имеет сходные морфологические эффекты. У бластоцист без блестящей оболочки время развития токсического эффекта снижено в 1,5 раза. При исследовании посттравматического восстановления пигментной системы амфибий сопоставлены процессы появления меланофоров в результате дифференцировки бластных форм (Д) и в результате пролиферации зрелых меланофоров (П) в разных областях покровов личинок Xenopus laevis. Показана зависимость соотношения числа Д- и П-меланофоров в регенерате от локализации и площади повреждения и возраста личинки. Выявлено, что воздействие стандарных доз ЭМИ КВЧ не вызывает достоверных отличий физиологических и морфологических пигментных реакций личинок облученных и контрольных групп. Показано, что облучение эмбрионов X. laevis ЭМИ КВЧ в течение 10 минут после оплодотворения приводит к увеличению амплитуды пиков люцигенин-зависимой хемилюминисценции (ЛЗХМ), наблюдаемых с началом процесса гаструляции. Обнаружено, что чувствительность экспериментальной системы позволяет дифференциально оценивать ЛЗХМ разных частей тела одиной планарии в процессе регенерации.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Исследование механизмов дифференцировки и интеграции дифференцирующихся систем в развитии животных как основа совершенствования медицинских технологий
Результаты этапа: Проведено прямое сопоставление молекулярно-биологического подхода к оценке овариального резерва с классическим морфологическим. Разработан методический протокол окрашивания овариальной ткани в растворе для стабилизации РНК, позволивший идентифицировать точное количество яйцеклеток и измерить относительную экспрессию маркеров овариального резерва на одних и тех же образцах Корреляционный коэффициент по шкале Чеддока составил R2=0,8753, что говорит о высокой степени корреляции между числом примордиальных фолликулов и уровнем экспрессии ооцитарного маркера ZP3. Для оптимизации методов криоконсервации клеток млекопитающих исследовали воздействия криопротекторов этиленгликоля и диметилсульфоксида на неоплодотворенные ооциты мыши. Оценивали морфологию ооцита и его способность к оплодотворению и дальнейшему развитию. Подобраны оптимальные протоколы применения указанных криопротекторов. На модели имплантации in vitro проследили развитие бластоцисты человека с известным генетическим статусом на периимплантационных стадиях. Показано, что эмбрионы, содержавшие хромосомные аномалии на стадии бластоцисты, могут демонстрировать эуплоидный статус клеток клонов-потомков как ВКМ (окраска на Oct4), так и трофэктодермы, а часть клеток обеих клеточных линий (потомков ВКМ и ТЭ) на периимплантационных стадиях развития эмбрионов погибают апоптотическим путем (иммуногистохимический анализ). Эксперименты с искусственным повреждением биоптатов и последующим анализом их морфологии (лазерная конфокальная микроскопия) и генетического анализа (метода NGS) показали, что механическое повреждение, воздействие лазерными импульсами на клетки и, в особенности, повторная заморозка-разморозка биоптата способствуют ложноположительной диагностике хромосомного мозаицизма. Подготовлено описание гистологических препаратов, демонстрирующих последовательность посттравматических преобразований покровов личинок амфибий в процессе восстановления пигментной системы после нанесения точечного и очагового поражения на стадии преметаморфоза. Проанализированы возможные генетические регуляции последовательных этапов дифференцировки меланофоров и выбраны ключевые гены, маркирующие раннюю дифференцировку меланобластов в коже личинок шпорцевой лягушки. На модели регенерации планарий установлена положительная корреляция интенсивности посттравматических пиков люцигенин-зависимой люминесценции(регистрация ССЭФ) с пролиферативной активностью клеток и фармакологически регулируемой интенсивностью энергетического обмена (интенсификации пептидом фенилаланин-лейцин-метионин - fLPM и угнетению апоцинином активных форм кислорода).
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Исследование механизмов дифференцировки и интеграции дифференцирующихся систем в развитии животных как основа совершенствования медицинских технологий
Результаты этапа:
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Исследование механизмов дифференцировки и интеграции дифференцирующихся систем в развитии животных как основа совершенствования медицинских технологий
Результаты этапа:
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Исследование механизмов дифференцировки и интеграции дифференцирующихся систем в развитии животных как основа совершенствования медицинских технологий
Результаты этапа:
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Исследование механизмов дифференцировки и интеграции дифференцирующихся систем в развитии животных как основа совершенствования медицинских технологий
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".