Ксеногенная лимфоцитарная РНК стимулирует физиологическую регенерацию скелетных мышц

Цель: найти доказательства существования дистантного лимфоцитарного РНК-контроля физиологического миогенеза как способа управления процессом регенерации мышечной ткани.

Материалы и методы. Исследование проведено на крысах-самцах породы Вистар, n = 33. В первой части эксперимента 12 крыс получали регулярную 40-дневную физическую нагрузку (плавание), половине из них 4 раза внутрибрюшинно вводили суммарную РНК, выделенную из лимфоцитов селезенки свиньи в возрасте 30 дней; 6 крыс составили группу интактного контроля. В гистологических препаратах разных групп скелетных мышц оценивали ширину и площадь поперечного сечения мышечных волокон, площадь ядер и количество миоцитов и миосателлитов. Во второй части эксперимента 15 интактным крысам вводили исследуемую ксеногенную РНК и определяли количество рибонуклеиновых кислот в лимфоцитах периферической крови, лимфоцитах селезенки, скелетных мышцах через 2 часа и через 24 часа после введения.

Результаты. После 40-дневной физической нагрузки в скелетных мышцах увеличились ширина волокон и площадь ядер миоцитов, абсолютное количество миосателлитов и площадь их ядер не изменились. При введении ксеногенной РНК у тренированных крыс помимо увеличения толщины и площади поперечного сечения мышечных волокон абсолютное количество миосателлитов в m. biceps femoris увеличилось в 1,4 раза, в m. triceps brachii – в 1,3 раза, в m. pectoralis major – в 1,4 раза; площадь ядер миосателлитов увеличилась в среднем на 7%. У интактных крыс через 2 часа после введения ксеногенной РНК количество РНК в скелетных мышцах не изменилось, в лимфоцитах селезенки увеличилось на 19%, в лимфоцитах периферической крови – на 16%. Через 24 часа количество РНК в лимфоцитах оставалось достоверно выше контрольных значений, в мышечной ткани не отличалось от контроля.

Заключение. Ксеногенная лимфоцитарная РНК стимулирует физиологический миогенез путем активации пролиферации клеток-миосателлитов.

1. Тишевская НВ, Геворкян НМ, Козлова НИ. Роль Т-лимфоцитов в гормональной регуляции морфогенетических процессов. Успехи современной биологии. 2015; 135 (2): 189–202.

2. D’Alessio FR, Kurzhagen JT, Rabb H. Reparative T lymphocytes in organ injury. J Clin Invest. 2019; 129: 2608–2618. doi: 10.1172/JCI124614.

3. Fu X, Xiao J, Wei Y, Li S, Liu Y, Yin J et al. Combination of inflammation-related cytokines promotes long-term muscle stem cell expansion. Cell research. 2015; 25 (6): 655. doi: 10.1038/cr.2015.58.

4. Kwee BJ, Budina E, Najibi AJ, Mooney DJ. CD4 Tcells regulate angiogenesis and myogenesis. Biomaterials. 2018; 178: 109–121. doi: 10.1016/j.biomaterials.2018.06.003.

5. Тишевская НВ, Бабаева АГ, Геворкян НМ. Роль лимфоцитарных РНК в межклеточном информационном обмене и регуляции регенеративных процессов. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2016; 102 (11): 1280–1301.

6. Гоникова ЗЗ, Никольская АО, Кирсанова ЛА, Шагидулин МЮ, Онищенко НА, Севастьянов ВИ. Сравнительный анализ эффективности стимуляции процессов регенерации печени клетками костного мозга и общей РНК этих клеток. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2019; 21 (1): 113–121. doi: 10.15825/1995-1191-2019-1-113-121.

7. Галлямутдинов РВ, Астахова ЛВ, Головнева ЕС, Серышева ОЮ. Влияние лазерного инфракрасного излучения на некоторые морфофункциональные показатели регенерирующей скелетной мышцы в возрастном аспекте. Лазерная медицина. 2020; 24 (2–3): 90–94. doi: 10.37895/2071-8004-2020-24-2-3-90-94.

8. Хабибулин РМ, Бакирова АУ, Хабибулин ГМ, Ахмадуллина ЕТ. Биохимические показатели крови и морфологические изменения мышечной ткани у мышей после физических нагрузок на фоне применения левзеи сафлоровидной. Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2019; 238 (2): 215–219. doi: 10.31588/2413-4201-1883-238-2-215-220.

9. Тишевская НВ, Геворкян НМ, Козлова НИ. Современный взгляд на роль Т-лимфоцитов в регуляции эритропоэза. Успехи современной биологии. 2016; 136 (1): 83–96.

10. Блинов МН, Луганова ИС, Владимирова АД. Включение экзогенной РНК в лейкоциты человека. Проблемы гематологии и переливания крови. 1981; 26 (1): 38–40.

11. Wang SR, Giacomoni D, Dray S. Physical and chemical characterization of RNA incorporated by rabbit spleen cells. Exp Cell Res. 1973; 78 (1): 15–24. doi: 10.1016/0014-4827(73)90032-3.

12. Burzyn D, Kuswanto W, Kolodin D, Shadrach JL, Cerletti M, Jang Y et al. A special population of regulatory T-cells potentiates muscle repair. Cell. 2013; 155 (6): 1282–1295. doi: 10.1016/j.cell.2013.10.054.

13. Li J, Tan J, Martino MM, Lui KO. Regulatory T-Cells: Potential Regulator of Tissue Repair and Regeneration. Front Immunol. 2018; 9: 585. doi: 10.3389/fimmu.2018.00585.

14. Tidball JG. Regulation of muscle growth and regeneration by the immune system. Nat Rev Immunol. 2017; 17 (3): 165–178. doi: 10.1038/nri.2016.150.

15. Grigoryev YA, Kurian SM, Hart T, Nakorchevsky AA, Chen C, Campbell D et al. MicroRNA regulation of molecular networks mapped by global microRNA, mRNA, and protein expression in activated T lymphocytes. J Immunol. 2011; 187 (5): 2233–2243. doi: 10.4049/jimmunol.1101233.

16. Cheng N, Liu C, Li Y, Gao S, Han YC, Wang X et al. MicroRNA-223-3p promotes skeletal muscle regeneration by regulating inflammation in mice. J Biol Chem. 2020; 295 (30): 10212–10223. doi: 10.1074/jbc.RA119.012263.

17. Kuchen S, Resch W, Yamane A, Kuo N, Li Z, Chakraborty T et al. Regulation of microRNA expression and abundance during lymphopoiesis. Immunity. 2010; 32 (6): 828–839. doi: 10.1016/j.immuni.2010.05.009.

18. Wang XH. MicroRNA in myogenesis and muscle atrophy. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2013; 16 (3): 258–266. doi: 10.1097/MCO.0b013e32835f81b9.