Culturing of allogeneic or autologous cells in three-dimensional bioresorbable scaffolds is an important step in the engineering of constructs for regenerative medicine, as well as for experimental systems to study the mechanisms of cell differentiation and cell-to-cell interaction. Artificial substrates can modulate the phenotype and functional activity of immobilized cells. Investigating these changes is important for understanding the fundamental processes underlying cellular interactions in a 3D microenvironment and for improving tissue-engineered structures. In this study, we investigated the expression of the ICAM-1 adhesion molecule in mouse embryonic fibroblasts (MEF) when cultured on gelatin-fibroin scaffolds. Increased expression of ICAM-1 in MEF was detected only under 3D culture conditions both at the mRNA and protein levels. At the same time, the MEF cultured on various substrates did not oerexpress MAdCAM-1, indicating the selective effect of 3D culture conditions on ICAM-1 expression. One possible mechanism for ICAM-1 induction in MEF is associated with the activation of AP-1, since expression of c-Fos and Junb (but not cJun and Jund) was increased in MEF in 3D. When cultured under 2D conditions, the expression level of AP-1 components did not change.
Культивирование клеток в трехмерных условиях на биорезорбируемых каркасах (скаффолдах) - важнейший этап создания тканеинженерных конструкций, предназначенных для использования в регенеративной медицине, а также в качестве модельных систем для исследования механизмов клеточной дифференцировки и межклеточных взаимодействий. Искусственные субстраты могут модулировать фенотип и функциональную активность иммобилизованных на них клеток. Изучение таких изменений важно как для понимания фундаментальных процессов, лежащих в основе взаимодействия клеток в трехмерном микроокружении, так и для совершенствования тканеинженерных конструкций. В представленной работе исследована экспрессия молекулы адгезии ICAM-1 в эмбриональных фибробластах мыши (МЭФ), культивируемых в фиброин-желатиновых скаффолдах. Повышенный уровень экспрессии ICAM-1 в МЭФ детектировали исключительно в условиях трехмерного культивирования на уровне как мРНК, так и белка. При этом культивирование МЭФ на различных субстратах не влияло на экспрессию MAdCAM-1, что свидетельствует об избирательности воздействия созданных трехмерных условий на экспрессию ICAM-1. Один из возможных механизмов индукции ICAM-1 в МЭФ связан с активацией AP-1, поскольку экспрессия Fos и Junb (но не Jun и Jund) в 3D повышалась. При культивировании фибробластов в 2D условиях уровень экспрессии компонентов AP-1 не изменялся.