Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1047210.32607/20758251-2015-7-4-80-92Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleValproic Acid Increases the Hepatic Differentiation Potential of Salivary Gland CellsВальпроевая кислота может увеличивать потенциал гепатоцитарной дифференцировки клеток слюнной железыPetrakovaO. S.ПетраковаO. С.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruAshapkinV. V.АшапкинВ. В.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruShtratnikovaV. Yu.ШтратниковаВ. Ю.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruKutuevaL. I.КутуеваЛ. И.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruVorotelyakE. A.ВоротелякE. A.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruBorisovM. A.БорисовM. A.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruTerskikhV. V.ТерскихВ. В.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruGvazavaI. G.ГвазаваИ. Г.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruVasilievA. V.ВасильевA. В.
Russian Federation
PetrakovaOl@yandex.ruLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваPirogov Russian National Research Medical UniversityРоссийский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава РоссииBelozersky Institute, Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. БелозерскогоKoltsov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of SciencesМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваBelozersky Institute, Moscow State UniversityРоссийский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава РоссииLomonosov Moscow State UniversityИнститут биологии развития им. Н.К. Кольцова РАНKoltsov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of SciencesИнститут биологии развития им. Н.К. Кольцова РАНPirogov Russian National Research Medical UniversityМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваKoltsov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of Sciences1512201574VOL 7, NO4 (2015)ТОМ 7, №4 (2015)809217012020Copyright ©; 2015, Petrakova O.S., Ashapkin V.V., Shtratnikova V.Y., Kutueva L.I., Vorotelyak E.A., Borisov M.A., Terskikh V.V., Gvazava I.G., Vasiliev A.V.Copyright ©; 2015, Петракова O.С., Ашапкин В.В., Штратникова В.Ю., Кутуева Л.И., Воротеляк E.A., Борисов M.A., Терских В.В., Гвазава И.Г., Васильев A.В.2015Petrakova O.S., Ashapkin V.V., Shtratnikova V.Y., Kutueva L.I., Vorotelyak E.A., Borisov M.A., Terskikh V.V., Gvazava I.G., Vasiliev A.V.Петракова O.С., Ашапкин В.В., Штратникова В.Ю., Кутуева Л.И., Воротеляк E.A., Борисов M.A., Терских В.В., Гвазава И.Г., Васильев A.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10472

The studies of cell plasticity and differentiation abilities are important problems in modern cellular biology. The use of histone deacetylase inhibitor - valproic acid is a promising approach to increasing the differentiation efficiency of various cell types. In this paper we investigate the ability of mouse submandibular salivary gland cells to differentiate into the hepatic direction and the effect of valproic acid on the efficiency of this differentiation. It was shown that the gene expression levels of hepatocyte markers (Aat, Afp, G6p, Pepck, Tat, Cyp3a13) and liver-enriched transcription factors (Hnf-3α, Hnf-3β, Hnf-4α, Hnf-6) were increased after differentiation in salivary gland cells. Valproic acid increases the specificity of hepatic differentiation, reducing the expression levels of the ductal (Krt19, Hhex1, Cyp7a1) and acinar (Ptf1a) markers. After valproic acid exposure, the efficiency of hepatic differentiation also increases, as evidenced by the increase in the gene expression level of Alb and Tdo, and increase in urea production by differentiated cells. No change was found in DNA methylation of the promoter regions of the genes; however, valproic acid treatment and subsequent hepatic differentiation largely affected the histone H3 methylation of liver-enriched genes. Thus, mouse submandibular salivary gland cells are capable of effective differentiation in the hepatic direction. Valproic acid increases the specificity and efficiency of the hepatic differentiation of these cells.

Изучение фенотипической пластичности и дифференцировочных способностей клеток является важной задачей клеточной биологии. В представленной работе исследована способность клеток поднижнечелюстной слюнной железы мыши к дифференцировке в гепатоцитарном направлении, а также проанализировано влияние вальпроевой кислоты, ингибитора гистон-деацетилаз, на эффективность дифференцировки. Показано, что после дифференцировки в клетках слюнной железы возрастает экспрессия генов гепатоцитарных маркеров (Aat, Afp, G6p, Pepck, Tat, Cyp3a13) и факторов транскрипции (Hnf-3α, Hnf-3β, Hnf-4α, Hnf-6). Вальпроевая кислота увеличивает специфичность гепатоцитарной дифференцировки, снижая экспрессию протоковых (Krt19, Hhex1, Cyp7a1) и ацинарных (Ptf1a) маркеров. После воздействия вальпроевой кислоты усиливается также эффективность гепатоцитарной дифференцировки, о чем говорит повышение уровня Alb и Tdo2 и увеличение секреции мочевины дифференцированными клетками. Изменений в характере метилирования промоторных областей генов не обнаружено, однако обработка вальпроевой кислотой и гепатоцитарная дифференцировка в значительной степени затрагивают метилирование гистона H3, ассоциированного с генами, ключевыми для гепатоцитарной дифференцировки. Таким образом, клетки поднижнечелюстной слюнной железы мыши способны к дифференцировке в гепатоцитарном направлении, а вальпроевая кислота увеличивает специфичность и эффективность их дифференцировки.

gene expressionhepatic differentiationsubmandibular salivary gland cellsvalproic acidвальпроевая кислотагепатоцитарная дифференцировкаклетки поднижнечелюстной слюнной железыэкспрессия геновThe study was carried out with a grant from the Russian Science Foundation (project No. 14-50-00029).Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 14-50-00029).[1] Snykers S., Henkens T., De Rop E., Vinken M., Fraczek J., De Kock J., De Prins E., Geerts A., Rogiers V., Vanhaecke T. // J. Hepatol. 2009, V.51, №1, P.187-211[2] Haumaitre C., Lenoir O., Scharfmann R. // Mol. Cell Biol. 2008, V.28, №20, P.6373-6383[3] Vaes B.L., Lute C., van der Woning S.P., Piek E., Vermeer J., Blom H.J., Mathers J.C., Müller M., de Groot L.C., Steegenga W.T. // Bone. 2010, V.46, №2, P.514-523[4] Jeong S.G., Ohn T., Kim S.H., Cho G.W. // Neurosci. Lett. 2013, V.554, P.22-27[5] Mike A.K., Koenig X., Koley M., Heher P., Wahl G., Rubi L., Schnürch M., Mihovilovic M.D., Weitzer G., Hilber K. // Cell Physiol. Biochem. 2014, V.33, №1, P.205-221[6] Perucca E. // CNS Drugs. 2002, V.16, P.695-714[7] Detich N., Bovenzi V., Szyf M. // J. Biol. Chem. 2003, V.278, №30, P.27586-27592[8] Liu J., Liu Y., Wang H., Hao H., Han Q., Shen J., Shi J., Li C., Mu Y., Han W. // Sci. Rep. 2013, DOI: 10.1038/srep01185[9] Dong X.J., Zhang G.R., Zhou Q.J., Pan R.L., Chen Y., Xiang L.X., Shao J.Z. // World J. Gastroenterol., 2009, V.15, №41, P.5165-5175[10] Dong X., Pan R., Zhang H., Yang C., Shao J., Xiang L. // PLoS One. 2013, DOI: 10.1371/journal.pone.0063405[11] An S.Y., Han J., Lim H.J., Park S.Y., Kim J.H., Do B.R., Kim J.H. // Tissue Cell. 2013, DOI: 10.1016/j.tice.2013.12.006[12] Shubnikova E.A., Pogodina L.S. // Ontogenez. 2000, V.31, №6, P.476-480[13] Sato A., Okumura K., Matsumoto S., Hattori K., Hattori S., Shinohara M., Endo F. // Cloning Stem Cells. 2007, V.9, №2, P.191-205[14] Baek H., Noh Y.H., Lee J.H., Yeon S.I., Jeong J., Kwon H. // J. Tissue Eng. Regen. Med. 2012, DOI: 10.1002/term.1572[15] Okumura K., Nakamura K., Hisatomi Y., Nagano K., Tanaka Y., Terada K., Sugiyama T., Umeyama K., Matsumoto K., Yamamoto T., Endo F. // Hepatology, 2003, V.38, P.104-113[16] Hisatomi Y., Okumura K., Nakamura K., Matsumoto S., Satoh A., Nagano K., Yamamoto T., Endo F. // Hepatology. 2004, V.39, №3, P.667-675[17] Schwarz S., Rotter N. // Methods Mol. Biol. 2012, V.879, P.403-442[18] Petrakova O.S., Terskikh V.V., EChernioglo E.S., Ashapkin V.V., Bragin E.Y., Shtratnikova V.Y., Gvazava I.G., Sukhanov Y.V., Vasiliev A.V. // SpringerPlus. 2014, DOI:10.1186/2193-1801-3-183[19] Petrakova O.S., Gvazava I.G., Ashapkin V.V., Shtratnikova V.Y., Terskih V.V., Sukhanov Y.V., Vasiliev A.V. // Doklady Biological Sciences. 2013, V.453, P.397-400[20] Soto-Gutierrez A., Navarro-Alvarez N., Caballero-Corbalan J., Tanaka N., Kobayashi N. // Acta Med Okayama. 2008, V.62, №2, P.63-68[21] Yi F., Liu G.H., Izpisua Belmonte J.C. // Cell Research. 2012, V.22, P.616-619[22] Grunau C., Schattevoy R., Mache N., Rosenthal A. // Nucleic Acids Res. 2000, V.28, №5, P.1053-1058[23] Tsuji T., Nagai N. // Int. J. Dev. Biol. 1993, V.37, №3, P.497-498[24] Chi J.G. // J. Korean Med. Sci. 1996, V.11, №3, P.203-216[25] You J., Shin D.S., Patel D., Gao Y., Revzin A. // Adv. Healthc Mater. 2014, V.3, №1, P.126-132[26] Hrebackova J., Hrabeta J., Eckschlager T. Curr. // Drug Targets. 2010, V.11, №3, P.361-379[27] Zaret K.S., Grompe M. // Science. 2008, V.322, №5907, P.1490-1494[28] Engert S., Burtscher I., Liao W.P., Dulev S., Schotta G., Lickert H. // Development. 2013, V.140, №15, P.3128-3138[29] Davydova D.A., Voroteliak E.A., Bragina E.E., Terskikh V.V., Vasiliev A.V. // Tsitologiia. 2011, V.53, №4, P.325-331[30] Chermnykh E.S., Vorotelyak E.A., Gnedeva K.Y., Moldaver M.V., Yegorov Y.E., Vasiliev A.V., Terskikh V.V. // Histochem. Cell Biol. 2010, V.133, P.567-576[31] Sekiya S., Suzuki A. // Nature 2011, V.475, №7356, P.390-393