Заживление переломов представляет собой сложный процесс, при котором основными источниками
клеток-предшественников остеобластов становятся надкостница и эндост. Мезенхимные стволовые клетки
костного мозга также участвуют в этом процессе, однако не в качестве основного источника предшественников
остеобластов, а путем секреции цитокинов и хемокинов, которые способствуют остеогенной и хондрогенной
дифференцировке. Тем не менее, большинство экспериментов по остеогенной дифференцировке in vitro было
выполнено именно на модели МСК. Клеточные механизмы и сигнальные каскады, лежащие в основе диф-
ференцировки предшественников остеобластов во взрослой кости, до сих пор недостаточно изучены. Изу-
чение ранних механизмов дифференцировки остеобластов, выделенных из костей взрослых людей, важно
для понимания молекулярных механизмов индукции остеогенной дифференцировки в зрелой кости.
Целью нашей работы стало сравнение протеомов остеобластов, выделенных из костей взрослых пациен-
тов, при стандартном культивировании in vitro и на ранней стадии остеогенной дифференцировки. Для этого
мы выделили первичные культуры остеобластов из фрагментов бедренной кости и индуцировали их остео-
генную дифференцировку. На пятый день остеогенной дифференцировки выделяли белок и проводили
протеомный анализ полученных образцов. Параллельно проводили иммуноцитохимическую окраску на ос-
новные маркеры остеогенной дифференцировки и оценивали уровень минерализации внеклеточного мат-
рикса.
При культивировании в стандартных условиях в остеобластах выявляются маркеры поздних стадий остеоген-
ной дифференцировки, в том числе BMP-2/4, остеокальцин, остеопонтин и RUNX2. Тем не менее, минера-
лизация внеклеточного матрикса происходит только после индукции остеогенной дифференцировки.
Протеомный анализ выявил слабые различия между остеобластами до и после остеогенной дифференци-
ровки. Образцы контрольных и дифференцированных клеток формируют отдельные кластеры при анализе
главных компонент (PCA), но было выявлено только девять статистически значимых дифференциально экс-
прессирующихся белков между контрольными и дифференцируемыми остеобластами.
Таким образом, несмотря на способность к пролиферации in vitro, эти клетки имеют протеом, сходный со
зрелыми остеобластами. По-видимому, в них уже экспрессируются все основные белки, необходимые для
формирования костной ткани. Однако переход к кальцификации внеклеточного матрикса все же требует
небольшого физиологического сдвига, который нам удалось детектировать при помощи протеомных ме-
тодов.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ (проект № 20-74-10077).
