Изменения ультраструктуры клеток миокарда мышей с дисферлинопатией (линии Bla/J)

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Поперечнополосатая сердечная мышечная ткань при редкой наследственной мышечной дистрофии — дисферлинопатии — является объектом ограниченного числа исследований. Дисферлинопатию традиционно рассматривают как заболевание, преимущественно поражающее скелетную мускулатуру. Низкая частота развития клинически значимой сердечной недостаточности у пациентов подкрепляет это представление. Вовлечение миокарда в патологический процесс при наследственном дефиците дисферлина описано лишь в единичных исследованиях. При этом развитие сердечной недостаточности у этих пациентов может быть обусловлено как ремоделированием кровообращения вследствие гиподинамии, так и непосредственным повреждением миокарда. В пользу прямого повреждения миокарда свидетельствуют структурные изменения, описанные у модельных мышей линии Bla/J с дисферлинопатией. В то же время сведений о субмикроскопических изменениях кардиомиоцитов и клеток стромы миокарда (фибробластов, эндотелиоцитов, телоцитов) при дисферлинопатии, а также об их участии в патоморфогенезе этого заболевания, недостаточно.

Цель — охарактеризовать ультраструктуру кардиомиоцитов и клеток стромы миокарда левого желудочка у дисферлин-дефицитных мышей линии Bla/J.

Материалы и методы. Фрагменты миокарда левого желудочка мышей линий Bla/J и C57BL/6 (контрольная группа) в возрасте 3, 6, 9 и 12 мес. фиксировали и заливали в аралдитовую смолу, после чего получали ультратонкие срезы толщиной 50–100 нм. Срезы контрастировали по Рейнольдсу и исследовали методом трансмиссионной электронной микроскопии.

Результаты. Ультраструктурные изменения в миокарде дисферлин-дефицитных мышей линии Bla/J включали деструкцию сарколеммы и вставочных дисков, расширение и вакуолизацию саркоплазматического ретикулума, а также полиморфизм митохондрий. Помимо этого, выявили миелиноподобные структуры в субсарколеммальном пространстве и цистернах саркоплазматического ретикулума. В миокарде дисферлин-дефицитных мышей обнаружили телоциты с признаками деструкции. В контрольной группе мышей линии C57BL/6 значимых ультраструктурных изменений не наблюдали.

Заключение. Ультраструктурные признаки повреждения миокарда у дисферлин-дефицитных мышей линии Bla/J свидетельствуют о вероятном участии дисферлина в поддержании структурной целостности кардиомиоцитов и клеток стромы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Игорь Сергеевич Лимаев

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского

Автор, ответственный за переписку.
Email: is.limaev@proton.me
ORCID iD: 0000-0002-0994-9787
SPIN-код: 4909-6550
Россия, Москва

Иван Антонович Яковлев

ООО «Генотаргет»

Email: ivan@ivan-ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-8127-4078
SPIN-код: 8222-2234

канд. мед. наук

Россия, Москва

Ирина Александровна Чекмарёва

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского; Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А.В. Вишневского

Email: chia236@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0126-4473
SPIN-код: 5994-7650

д-р биол. наук

Россия, Москва; Москва

Сергей Николаевич Бардаков

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: epistaxis@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3804-6245
SPIN-код: 2351-4096

канд. мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Алексей Михайлович Емелин

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского

Email: eamar40rn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4109-0105
SPIN-код: 5605-1140
Россия, Москва

Мария Анатольевна Савельева

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: savelyeva.mariaanat@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-5667-115X
SPIN-код: 9935-5416
Россия, Санкт-Петербург

Алексей Васильевич Дейкин

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: alexei@deikin.ru
ORCID iD: 0000-0001-9960-0863
SPIN-код: 8371-5197

канд. биол. наук

Россия, Белгород

Роман Вадимович Деев

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского; ООО «Генотаргет»

Email: romdey@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8389-3841
SPIN-код: 2957-1687

канд. мед. наук

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Folland C, Johnsen R, Botero Gomez A, et al. Identification of a novel heterozygous DYSF variant in a large family with a dominantly-inherited dysferlinopathy. Neuropathol Appl Neurobiol. 2022;48(7):e12846. EDN: CWNBFR doi: 10.1111/nan.12846
  2. Orpha.net [Internet]. [cited 04.09.2024]. Available from: https://www.orpha.net/en/disease/detail/268
  3. Fanin M, Angelini C. Muscle pathology in dysferlin deficiency. Neuropathol Appl Neurobiol. 2002;28(6):461–470. EDN: LYWKSJ doi: 10.1046/j.1365-2990.2002.00417
  4. Chernova ON. Structural features and reparative histogenesis of striated skeletal muscle tissue in mice with genetically determined dysferlin deficiency [dissertation]. Saint-Petersburg; 2021. Available from: https://iemspb.ru/wp-content/uploads/mdocs/Chernova_textdisser.pdf (In Russ.) EDN: DNCGFD
  5. Finsterer J. Cardiopulmonary support in duchenne muscular dystrophy. Lung. 2006;184(4):205–215. EDN: WQJQZK doi: 10.1007/s00408-005-2584-x
  6. Bouchard C, Tremblay JP. Portrait of Dysferlinopathy: Diagnosis and Development of Therapy. J Clin Med. 2023;12(18):6011. EDN: FRDHCL doi: 10.3390/jcm12186011
  7. Chase TH, Cox GA, Burzenski L, et al. Dysferlin deficiency and the development of cardiomyopathy in a mouse model of limb-girdle muscular dystrophy 2B. Am J Pathol. 2009;175(6):2299–2308. doi: 10.2353/ajpath.2009.080930
  8. Krepostman N, Desai N, Pytel P, et al. A Rare Case of Dysferlinopathy Causing Cardiomyopathy. Journal of Cardiac Failure. 2020;26(10):S105. EDN: JDAGHV doi: 10.1016/J.CARDFAIL.2020.09.304
  9. Rosales XQ, Moser SJ, Tran T, et al. Cardiovascular magnetic resonance of cardiomyopathy in limb girdle muscular dystrophy 2B and 2I. J Cardiovasc Magn Reson. 2011;13(1):39. EDN: PMUJHL doi: 10.1186/1532-429X-13-39
  10. Savelyeva MA, Bardakov SN, Emelin AM, Deev RV. Changes in the pathomorphological condition of the myocardium in dysferlinopathy mice (Bla/J type). Morphology. 2023;161(3):9–18. EDN: JRDNIM doi: 10.17816/morph.627332
  11. Bei Y, Zhou Q, Sun Q, Xiao J. Telocytes in cardiac regeneration and repair. Semin Cell Dev Biol. 2016;55:14–21. EDN: WTSWFD doi: 10.1016/j.semcdb.2016.01.037
  12. Wakai S, Minami R, Kameda K, et al. Electron microscopic study of the biopsied cardiac muscle in Duchenne muscular dystrophy. J Neurol Sci. 1988;84(2–3):167–175. doi: 10.1016/0022-510x(88)90122-0
  13. Heinen-Weiler J, Hasenberg M, Heisler M, et al. Superiority of focused ion beam-scanning electron microscope tomography of cardiomyocytes over standard 2D analyses highlighted by unmasking mitochondrial heterogeneity. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2021;12(4):933–954. EDN: IPNTCM doi: 10.1002/jcsm.12742
  14. Łysek-Gładysińska M, Wieczorek A, Jóźwik A, et al. Aging-Related Changes in the Ultrastructure of Hepatocytes and Cardiomyocytes of Elderly Mice Are Enhanced in ApoE-Deficient Animals. Cells. 2021;10(3):502. doi: 10.3390/cells10030502
  15. Galvez AS, Diwan A, Odley AM, et al. Cardiomyocyte degeneration with calpain deficiency reveals a critical role in protein homeostasis. Circ Res. 2007;100(7):1071–1078. doi: 10.1161/01.RES.0000261938.28365.11
  16. Huang Y, de Morrée A, van Remoortere A, et al. Calpain 3 is a modulator of the dysferlin protein complex in skeletal muscle. Hum Mol Genet. 2008;17(12):1855–1866. doi: 10.1093/hmg/ddn081
  17. Quinn CJ, Cartwright EJ, Trafford AW, et al. On the role of dysferlin in striated muscle: membrane repair, t-tubules and Ca2+ handling. J Physiol. 2024;602(9):1893–1910. EDN: MPQRUA doi: 10.1113/JP285103
  18. Lloyd CT, Iwig DF, Wang B, et al. Discovery, structure and mechanism of a tetraether lipid synthase. Nature. 2022;609(7925):197–203. EDN: XRZDMI doi: 10.1038/s41586-022-05120-2
  19. Lin B, Li Y, Han L, et al. Modeling and study of the mechanism of dilated cardiomyopathy using induced pluripotent stem cells derived from individuals with Duchenne muscular dystrophy. Dis Model Mech. 2015;8(5):457–466. doi: 10.1242/dmm.019505
  20. Brandt T, Mourier A, Tain LS, et al. Changes of mitochondrial ultrastructure and function during ageing in mice and Drosophila. Elife. 2017;6:e24662. doi: 10.7554/eLife.24662
  21. Sharma A, Yu C, Leung C, et al. A new role for the muscle repair protein dysferlin in endothelial cell adhesion and angiogenesis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2010;30(11):2196–2204. doi: 10.1161/ATVBAHA.110.208108
  22. Han WQ, Xia M, Xu M, et al. Lysosome fusion to the cell membrane is mediated by the dysferlin C2A domain in coronary arterial endothelial cells. J Cell Sci. 2012;125(Pt 5):1225–1234. EDN: PMUJIP doi: 10.1242/jcs.094565

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ультраструктура миокарда левого желудочка мышей линии Bla/J в возрасте 3 мес.: a — деструкция миофибрилл, ×17 000; b — отёчная, увеличенная в размере митохондрия (обозначена звёздочкой) среди митохондрий с электронно-плотным матриксом, ×14 000; c — миелиноподобные структуры в субсарколеммальном пространстве (обозначены звёздочкой), ×17 000; d — деструктивно изменённая сарколемма (обозначена чёрными стрелками), ×23 000; e — признаки деструкции эндотелиоцитов (EN) и миелиноподобные включения (обозначены белыми стрелками), ×14 000; f — телоцит в строме рядом с кардиомиоцитом, ×8900.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Скопления телоцитов в строме миокарда мышей линии C57BL/6 в возрасте 3 мес. (монтаж электронно-микроскопических изображений, ×4000).

Скачать (395KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Ультраструктура миокарда левого желудочка мышей линии Bla/J в возрасте 6 мес.: a — полиморфизм митохондрий, ×23 000; b — незначительно выраженный отёк в области вставочного диска, ×23 000; c — функционально активный фибробласт, ×12 000; d — деструктивно изменённые телоциты (TC) рядом с кардиомиоцитом (CM), короткие телоподии (обозначены стрелками) с подомами (обозначены наконечниками стрелок), ×17 000.

Скачать (506KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Ультраструктура миокарда левого желудочка мышей линии Bla/J в возрасте 9–12 мес.: a — миелиноподобные включения (обозначены стрелками) в расширенных цистернах саркоплазматического ретикулума, ×12 000; b — признаки слабовыраженного отёка в области вставочного диска кардиомиоцита, ×17 000; c — деструктивно изменённый телоцит (обозначен звёздочкой), ×8900; d — телоцит (обозначен стрелками), контактирующий с кардиомиоцитом (CM) и эндотелиоцитом (EN), ×12 000.

Скачать (574KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
Периодический печатный журнал зарегистрирован как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): № 0110212 от 08.02.1993.
Сетевое издание зарегистрировано как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): ЭЛ № ФС 77 - 84733 от 10.02.2023.