Влияние гидрогеля на основе экстракта миомы матки на остеогенную активность остеобластов
https://doi.org/10.18705/2311-4495-2026-13-2-177-187
Аннотация
Актуальность. Внеклеточный матрикс играет ключевую роль в поддержании гомеостаза и регенерации костной ткани, определяя условия дифференцировки и межклеточных взаимодействий. Нативный внеклеточный матрикс представляет собой сложную трехмерную сеть структурных белков, гликопротеинов и протеогликанов, обеспечивающих механическую поддержку клеток и передачу регуляторных сигналов. Традиционные 2D-системы культивирования не позволяют в полной мере воспроизводить сложную организацию клеточного микроокружения, поэтому актуальной задачей является разработка трехмерных систем для изучения процессов дифференцировки и ремоделирования костной ткани in vitro.
Цель. Оценка биосовместимости гидрогеля на основе экстракта миомы матки и его влияния на остеогенную дифференцировку остеобластов в моно- и сокультуре с эндотелиальными клетками.
Материалы и методы. Экстракт миомы матки выделяли по модифицированной методике, разработанной для получения Matrigel® из саркомы Энгельбрета-Хольма-Сварма мышей. Клеточную суспензию остеобластов смешивали с экстрактом миомы матки на холоде, затем смесь инкубировали при 37 °C для образования гидрогеля. Остеобласты культивировали в гидрогеле в виде моно- и сокультуры с эндотелиальными клетками в остеогенной среде. Жизнеспособность и морфологию клеток оценивали методом прижизненной микроскопии. Минерализацию внеклеточного матрикса определяли методом окраски ализариновым красным.
Результаты. Установлено, что гидрогель на основе экстракта миомы матки обладает высокой биосовместимостью в отношении остеобластов – поддерживает их жизнеспособность, способствует дифференцировке в остеоцитоподобные клетки и усиливает минерализацию внеклеточного матрикса. В сокультуре остеобластов с эндотелиальными клетками эффект усиливался, что указывает на важную роль межклеточных взаимодействий.
Заключение. Гидрогель на основе экстракта миомы матки представляет собой перспективную 3D-модель культивирования для изучения процессов остеогенной дифференцировки остеобластов.
Ключевые слова
Об авторах
Д. А. СердюковаРоссия
Сердюкова Дарья Александровна ‒ канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории регенеративной биомедицины
Тихорецкий пр., д. 4, Санкт-Петербург, 194064
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
А. Бабаковская
Россия
Бабаковская Алёна ‒ мл. науч. сотр. лаборатории регенеративной биомедицины
Тихорецкий пр., д. 4, Санкт-Петербург, 194064
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
И. А. Караман
Россия
Караман Ирина Александровна ‒ лаборант-исследователь лаборатории регенеративной биомедицины
Тихорецкий пр., д. 4, Санкт-Петербург, 194064
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
Д. Д. Флорен
Россия
Флорен Дарья Дилшодовна ‒ мл. науч. сотр. лаборатории регенеративной биомедицины
Тихорецкий пр., д. 4, Санкт-Петербург, 194064
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
А. И. Авдеев
Россия
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Р. Р. Вредена» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Санкт-Петербург
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
С. А. Божкова
Россия
Божкова Светлана Анатольевна ‒ д-р мед. наук, проф., заведующая научным отделением профилактики и лечения раневой инфекции
Санкт-Петербург
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
О. Н. Демидов
Россия
Демидов Олег Николаевич – д-р мед. наук, вед. науч. сотр.; профессор НТУ «Сириус»
Тихорецкий пр., д. 4, Санкт-Петербург, 194064
Уфа
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
С. В. Пятницкая
Россия
Пятницкая Светлана Викторовна ‒ канд. мед. наук, заведующая лабораторией биопринтинга Института фундаментальной медицины, доцент кафедры внутренних болезней и клинической психологии
Уфа
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
В. С. Щекин
Россия
Щекин Влас Сергеевич ‒ канд. мед. наук, заведующий морфологической лабораторией Института фундаментальной медицины
Уфа
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
З. М. Галанова
Россия
Галанова Зульфия Маратовна ‒ канд. мед. наук, заведующая гинекологическим отделением клиники
Уфа
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
Р. А. Заманова
Россия
Заманова Розалия Артуровна ‒ мл. науч. сотр. лаборатории биопринтинга Института фундаментальной медицины
Уфа
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
А. И. Файрушина
Россия
Файрушина Аделия Ильдаровна ‒ канд. биол. наук, мл. науч. сотр. лаборатории биопринтинга Института фундаментальной медицины
Уфа
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
В. Н. Павлов
Россия
Павлов Валентин Николаевич ‒ д-р мед. наук, акад. РАН, заведующий кафедрой урологии и онкологии
Уфа
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
А. Б. Малашичева
Россия
Малашичева Анна Борисовна ‒ д-р биол. наук, глав. науч. сотр., заведующая лабораторией регенеративной биомедицины; старш. науч. сотр. лаборатории клеточных культур Института фундаментальной медицины
Тихорецкий пр., д. 4, Санкт-Петербург, 194064
Уфа
Конфликт интересов:
Авторы заявили об отсутствии потенциального конфликта интересов
Список литературы
1. Андреева Е. Р., Матвеева Д. К., Жидкова О. В., Буравкова Л. Б. Внеклеточный матрикс как фактор регуляции физиологического микроокружения клетки. Успехи физиологических наук. 2024;55(1):16‒30. https://doi.org/10.31857/s0301179824010033, https://elibrary.ru/xjcavk
2. Cheong S, Peng Y, Lu F, He Y. Structural extracellular matrix-mediated molecular signaling in wound repair and tissue regeneration. Biochimie. 2025;229:58–68. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2024.10.003
3. Kamal KM, Ghazali AR, Selvarajah GT, et al. The extracellular matrix: structure, composition, biological functions, diseases, and therapeutic targets. Molecular Biomedicine. 2026;7(1):38. https://doi.org/10.1186/s43556-026-00436-1
4. Liu N, Shi Y, Li J, et al. Morphology-guided cellular behavior modulation with 3D-printed engineered ECM. Cell Biomaterials. 2025;1:100090. https://doi.org/10.1016/j.celbio.2025.100090
5. Zhao T, Huang Y, Zhu J, et al. Extracellular matrix signaling cues: biological functions, diseases, and therapeutic targets. MedComm (Beijing). 2025;6. https://doi.org/10.1002/mco2.70281
6. Kolb AD, Bussard KM. The Bone extracellular matrix as an ideal milieu for cancer cell metastases. Cancers. 2019;11(7):1020. https://doi.org/10.3390/cancers11071020
7. Lin X, Patil S, Gao Y-G, Qian A. The bone extracellular matrix in bone formation and regeneration. Front Pharmacol. 2020;11. https://doi.org/10.3389/fphar.2020.00757
8. Cai W, Huo Y, Liu Y, et al. Biomechanics in bone regeneration and mechanobiology in osteoblasts: Fundamental concepts and recent progress. Eng Medicine. 2025;2:100057. https://doi.org/10.1016/j.engmed.2025.100057
9. Li M, Zhang A, Li J, et al. Osteoblast/fibroblast coculture derived bioactive ECM with unique matrisome profile facilitates bone regeneration. Bioact Mater. 2020;5(4):938–48. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2020.06.017
10. Perepletchikova D, Malashicheva A. Communication between endothelial cells and osteoblasts in regulation of bone homeostasis: Notch players. Stem Cell Res Ther. 2025;16(1):56. https://doi.org/10.1186/s13287-025-04176-x
11. Dalle Carbonare L, Cominacini M, Trabetti E, et al. The bone microenvironment: new insights into the role of stem cells and cell communication in bone regeneration. Stem Cell Res Ther. 2025;16(1):169. https://doi.org/10.1186/s13287-025-04288-4
12. Huang G, Hou T, Song D, Meng T. The regulatory networks and mechanisms of bone microenvironment in tumorigenesis and metastasis. J Bone Oncol. 2025;55:100729. https://doi.org/10.1016/j.jbo.2025.100729
13. Amirazad H, Dadashpour M, Zarghami N. Application of decellularized bone matrix as a bioscaffold in bone tissue engineering. J Biol Eng. 2022;16:1. https://doi.org/10.1186/s13036-021-00282-5
14. Li C, An N, Song Q, et al. Enhancing organoid culture: harnessing the potential of decellularized extracellular matrix hydrogels for mimicking microenvironments. J Biomed Sci. 2024;31(1):96. https://doi.org/10.1186/s12929-024-01086-7
15. Guo X, Liu B, Zhang Y, et al. Decellularized extracellular matrix for organoid and engineered organ culture. J Tissue Eng. 2024;15. https://doi.org/10.1177/20417314241300386
16. Kibbey MC. Maintenance of the EHS sarcoma and Matrigel preparation. Journal of Tissue Culture Methods. 1994;16(3–4):227–230. https://doi.org/10.1007/BF01540656
17. Wolff L, Hendrix S. Rethinking Matrigel: The complex journey to matrix alternatives in organoid culture. Advanced Science. 2025;12:47. https://doi.org/10.1002/advs.202508734
18. Islam MS, Ciavattini A, Petraglia F, et al. Extracellular matrix in uterine leiomyoma pathogenesis: a potential target for future therapeutics. Hum Reprod Update. 2018;24(1):59–85. https://doi.org/10.1093/humupd/dmx032
19. Saad EE, Michel R, Borahay MA. Immunosuppressive tumor microenvironment and uterine fibroids: Role in collagen synthesis. Cytokine Growth Factor Rev. 2024;75:93–100. https://doi.org/10.1016/j.cytogfr.2023.10.002
20. Yang Q, Ciebiera M, Bariani MV, et al. Comprehensive review of uterine fibroids: developmental origin, pathogenesis, and treatment. Endocr Rev. 2022;43(4):678–719. https://doi.org/10.1210/endrev/bnab039
21. Kostina D, Lobov A, Klausen P, et al. Isolation of human osteoblast cells capable for mineralization and synthetizing bone-related proteins in vitro from adult bone. Cells. 2022;11(21):3356. https://doi.org/10.3390/cells11213356
22. Kottmann V, Nienhaus M, et al. From bone homeostasis to skeletal metastasis and osteosarcoma: Insights into osteoclast and osteoblast roles in bone remodelling and cancer. Biochimica et Biophysica Acta ‒ Reviews on Cancer. 2026;1881(2):189551. https://doi.org/10.1016/j.bbcan.2026.189551
23. Li S, Cai X, Guo J, et al. Cell communication and relevant signaling pathways in osteogenesis–angiogenesis coupling. Bone Res. 2025;13(1):45. https://doi.org/10.1038/s41413-025-00417-0
24. Ma C, Du T, Niu X, Fan Y. Biomechanics and mechanobiology of the bone matrix. Bone Res. 2022;10(1):59. https:// doi.org/10.1038/s41413-022-00223-y
25. Emami A, Izadi E, Oskouie IM. Preservation of extracellular matrix in decellularized bone scaffolds: Strategies, challenges, and future directions. Tissue Cell. 2025;97:103047. https://doi.org/10.1016/j.tice.2025.103047
26. Li M, Liu X, Tian E, Liao W. The role of collagen in mechanotransduction and its influence on bone metabolic activity. Int J Biol Macromol. 2025;318:144968. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.144968
27. Brown M, Li J, Moraes C, et al. Decellularized extracellular matrix: New promising and challenging biomaterials for regenerative medicine. Biomaterials. 2022;289:121786. https:// doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121786
28. Guo W-Y, Wang W-H, et al. Decellularised extracellular matrix-based injectable hydrogels for tissue engineering applications. Biomaterials translational. 2024;5(2):114–128. https://doi.org/10.12336/biomatertransl.2024.02.003
29. Gkantzou E, Rodríguez-Rojas A, et al. Decellularized extracellular matrix for organoids development and 3D Bioprinting. Organoids. 2026;5(1):2. https://doi.org/10.3390/organoids5010002
30. Zhang X, Chen X, et al. Decellularized extracellular matrix scaffolds: Recent trends and emerging strategies in tissue engineering. Bioact Mater. 2022;10:15–31. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.09.014
31. Yang H, Xia J, et al. From production to the clinic: decellularized extracellular matrix as a biomaterial for tissue engineering and regenerative medicine. Bioengineering. 2025;13(1):24. https://doi.org/10.3390/bioengineering13010024
32. Liang R, Pan R, et al. Decellularized extracellular matrices for skin wound treatment. Materials. 2025;18(12):2752. https://doi.org/10.3390/ma18122752
33. Zhu Y, Yang W, et al. Constructing biomimetic microenvironments for liver regeneration. J Nanobiotechnology. 2025;23(1):655. https://doi.org/10.1186/s12951-025-03729-9
34. Kim JW, Nam SA, et al. Kidney decellularized extracellular matrix enhanced the vascularization and maturation of human kidney organoids. Advanced Science. 2022;9(15). https://doi.org/10.1002/advs.202103526
35. Liu W, Zhang X, et al. Decellularized extracellular matrix materials for treatment of ischemic cardiomyopathy. Bioact Mater. 2024;33:460–482. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.10.015
36. Rusinova TV, Vinogradov RA, Asyakina AS, et al. Decellularized nerve scaffold in a rat model of extensive peripheral nerve damage. Modern Technologies in Medicine. 2025;17(6):16. https://doi.org/10.17691/stm2025.17.6.02
37. Kim Y-H, Cidonio G, Kanczler JM, et al. Human bone tissue-derived ECM hydrogels: Controlling physicochemical, biochemical, and biological properties through processing parameters. Bioact Mater. 2025;43:114–128. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.09.007
38. Go YY, Kim SE, Cho GJ, et al. Differential effects of amnion and chorion membrane extracts on osteoblast-like cells due to the different growth factor composition of the extracts. PLoS One. 2017;12(8):e0182716. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182716
39. Kang B-J, Ryu H-H, Park S-S, et al. Effect of Matrigel on the osteogenic potential of canine adipose tissue-derived mesenchymal stem cells. J Vet Med Sci. 2012;74(7):827–836. https://doi.org/10.1292/jvms.11-0484
40. Tangporncharoen R, Silathapanasakul A, Tragoonlugkana P, et al. The extracts of osteoblast developed from adipose-derived stem cell and its role in osteogenesis. J Orthop Surg Res 2024;19(1):255. https://doi.org/10.1186/s13018-024-04747-3
41. Wei B, Chen Y, Zhang S, et al. Proteins extracted from placenta regulate osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells. Tissue Cell. 2025;96:103015. https:// doi.org/10.1016/j.tice.2025.103015
42. Coyle A, Chakraborty A, et al. In vitro engineered ECM-incorporated hydrogels for osteochondral tissue repair: a cell-free approach. Adv Healthc Mater. 2025;14(4). https://doi.org/10.1002/adhm.202402701
43. Dekker M, Hipwood L, et al. Bone-derived dECM hydrogels support tunable microenvironments for in vitro osteogenic differentiation. Adv Healthc Mater. 2026;15(1). https://doi.org/10.1002/adhm.202501350
44. Fu T, Liang P, et al. Matrigel scaffolding enhances BMP9-induced bone formation in dental follicle stem/precursor cells. Int J Med Sci. 2019;16(4):567–575. https://doi.org/10.7150/ijms.30801
45. Jeon J, Lee MS, Yang HS. Differentiated osteoblasts derived decellularized extracellular matrix to promote osteogenic differentiation. Biomater Res. 2018;22(1). https://doi.org/10.1186/s40824-018-0115-0
46. Nasello G, Alamán-Díez P, et al. Primary human osteoblasts cultured in a 3D microenvironment create a unique representative model of their differentiation into osteocytes. Front Bioeng Biotechnol. 2020;8. https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00336
47. Maggio N, Banfi A. The osteo-angiogenic signaling crosstalk for bone regeneration: harmony out of complexity. Curr. Opin. Biotechnol. 2022;76:102750. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2022.102750
48. Perepletchikova D, Kuchur P, Basovich L, et al. Endothelial- mesenchymal crosstalk drives osteogenic differentiation of human osteoblasts through Notch signaling. Cell Communication and Signaling. 2025;23(1):100. https://doi.org/10.1186/s12964-025-02096-0
49. Wang T, Yao H, Jin F, et al. Bidirectional regulation between bone and vasculature: Mechanisms of osteogenesis and angiogenesis. J Adv Res. 2026. https://doi.org/10.1016/j.jare.2026.02.042
50. Yang Q, Liu S, et al. A new paradigm in bone tissue biomaterials: Enhanced osteogenesis–angiogenic coupling by targeting H-type blood vessels. Biomaterials. 2026;324:123423. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2025.123423
51. Laude M, Kolliopoulos V, et al. Extracellular-matrix-based materials from decellularized tissue: opportunities, challenges, and future directions in regenerative medicine. Adv Healthc Mater. 2026;15(1). https://doi.org/10.1002/adhm.202502107
52. Parasuraman G, Rani J MS, et al. Matrigel-encapsulated articular cartilage derived fibronectin adhesion assay derived chondroprogenitors for enhanced chondrogenic differentiation: An in vitro evaluation. Tissue Cell. 2025;92:102638. https://doi.org/10.1016/j.tice.2024.102638
Рецензия
Для цитирования:
Сердюкова Д.А., Бабаковская А., Караман И.А., Флорен Д.Д., Авдеев А.И., Божкова С.А., Демидов О.Н., Пятницкая С.В., Щекин В.С., Галанова З.М., Заманова Р.А., Файрушина А.И., Павлов В.Н., Малашичева А.Б. Влияние гидрогеля на основе экстракта миомы матки на остеогенную активность остеобластов. Трансляционная медицина. 2026;13(2):177-187. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2026-13-2-177-187
For citation:
Serdiukova D.A., Babakovskaya A., Karaman I.A., Floren D.D., Avdeev A.I., Bozhkova S.A., Demidov O.N., Piatnitskaia S.V., Shchekin V.S., Galanova Z.M., Zamanova R.A., Fairushina A.I., Pavlov V.N., Malashicheva A.B. Effect of hydrogel based on tissue extract of uterine leiomyoma enhances osteogenic activity of osteoblasts. Translational Medicine. 2026;13(2):177-187. (In Russ.) https://doi.org/10.18705/2311-4495-2026-13-2-177-187
JATS XML





















