В настоящем исследовании обсуждаются принципы подбора биомаркеров для описания результатов лечения келоидной ткани методом лазерной терапии. В работе представлен краткий обзор основных цитомаркеров (Krt14, Lgals7, Krt5, Dcn, Lum, Igfbp5, Cd31, Vwf, Stambpl1, Uqcrb, Cd3 и Acta2), биомаркеров воспалительного процесса (Cd45/Ptprc, Adgre1, Ly6g, Il1b, Il4, Il13, Il22, Cxcl2 и Ccl17), а также белковых компонентов межклеточного матрикса (коллагенов I и III типа, прекурсоров COL5A1 и COLA1A, FTL, COL3A1, PGLS, CNN2, ANXA2, TPSAB1, COL12A1, прекурсоров APCS и ALB) и кодирующих белки межклеточного матрикса генов (FGF7, BAX, CCND1, MMP3, MMP9, CXCL1, -2, -5, -6 и -12, IL8, S100A7 и IL1A), содержание и взаимное расположение которых может потенциально привести к изменениям внутренней структуры и внешнего облика пораженного участка кожи. Нами также описаны процесс подбора биомаркеров по результатам полногеномных исследований и связанные с их выбором ограничения. Помимо этого, мы приводим конкретные примеры применения различных групп генных и белковых маркеров в экспериментальной и клинической практике. Согласно приводимым в работе данным литературы, уже установленные и опробованные на лабораторных моделях группы биомаркеров в зависимости от своих функциональных возможностей позволяют описать структурные и цитологические аномалии пораженных участков кожи, причем как до, так и после терапевтического воздействия. Кроме того, имеющиеся экспериментальные и клинические данные делают возможным анализ эффективности новых экспериментальных подходов, а также сравнение результатов нескольких уже проведенных исследований.
Condorelli A.G., El Hachem M., Zambruno G., Nystrom A., Candi E., Castiglia D. Notch-ing up knowledge on molecular mechanisms of skin fibrosis: focus on the multifaceted Notch signalling pathway. J Biomed Sci. 2021;28(1):36. https://doi.org/10.1186/s12929-021-00732-8..
DOI: 10.1186/s12929-021-00732-8
Al-Mohamady Ael-S., Ibrahim S.M., Muhammad M.M. Pulsed dye laser versus long-pulsed Nd:YAG laser in the treatment of hypertrophic scars and keloid: A comparative randomized split-scar trial. J Cosmet Laser Ther. 2016;18(4):208–212. https://doi.org/10.3109/14764172.2015.1114648..
DOI: 10.3109/14764172.2015.1114648
Panagatla P., Ravula P., Praveen S., Varagani N.R., Srikanth R., Appaka J.K. Anterolateral thigh skin and fascia in facial skin defects with trismus: two problems, one solution. Indian J Plast Surg. 2021;54(2):192–196. https://doi.org/10.1055/s-0041-1729504..
DOI: 10.1055/s-0041-1729504
Cho Y.S., Jeon J.H., Hong A., Yang H.T., Yim H., Cho Y.S. et al. The effect of burn rehabilitation massage therapy on hypertrophic scar after burn: a randomized controlled trial. Burns. 2014;40(8):1513–1520. https://doi.org/10.1016/j.burns.2014.02.005..
DOI: 10.1016/j.burns.2014.02.005
Kara Y.A. Burn etiology and pathogenesis. In: Kartal S.P., Bayramgurler D. (eds.). Hot topics in burn injuries. London: IntechOpen; 2017, p. 118. https://doi.org/10.5772/intechopen.71379..
DOI: 10.5772/intechopen.71379
Breetveld M., Richters C.D., Rustemeyer T., Scheper R.J., Gibbs S. Comparison of wound closure after burn and cold injury in human skin equivalents. J Invest Dermatol. 2006;126(8):1918–1921. https://doi.org/10.1038/sj.jid.5700330..
DOI: 10.1038/sj.jid.5700330
El Ayadi A., Jay J.W., Prasai A. Current approaches targeting the wound healing phases to attenuate fibrosis and scarring. Int J Mol Sci. 2020;21(3). https://doi.org/10.3390/ijms21031105..
DOI: 10.3390/ijms21031105
Jinnin M. Mechanisms of skin fibrosis in systemic sclerosis. J Dermatol. 2010;37(1):11–25. https://doi.org/10.1111/j.1346-8138.2009.00738.x..
DOI: 10.1111/j.1346-8138.2009.00738.x
Корсунская И.М., Гусева С.Д., Невозинская З.А., Маляренко Е.Н., Тогоева Л.Т., Лавров А.А. и др. Склеродермия у женщин. Клиническая дерматология и венерология. 2016;(4):88–92. https://doi.org/10.17116/klinderma201615488-92..
DOI: 10.17116/klinderma201615488-92
Canady J., Karrer S., Fleck M., Bosserhoff A.K. Fibrosing connective tissue disorders of the skin: molecular similarities and distinctions. J Dermatol Sci. 2013;70(3):151–158. https://doi.org/10.1016/j.jdermsci.2013.03.005..
DOI: 10.1016/j.jdermsci.2013.03.005
Корсунская И.М., Гусева С.Д., Невозинская З.А. Роль сосудистого фактора в развитии и течении склеродермии (обзор зарубежной литературы). Клиническая дерматология и венерология. 2017;(6):23–30. https://doi.org/10.17116/klinderma201716623-30..
DOI: 10.17116/klinderma201716623-30
Корсунская И.М., Гусева С.Д., Невозинская З.А. Роль сосудистого фактора в развитии и течении склеродермии (обзор зарубежной литературы). Клиническая дерматология и венерология. 2017;(6):23–30. https://doi.org/10.17116/klinderma201716623-30..
DOI: 10.17116/klin-derma201716623-30
Allen J.A., Peterson A., Sufit R., Hinchcliff M.E., Mahoney J.M., Wood T.A. et al. Post-epidemic eosinophilia-myalgia syndrome associated with L-tryptophan. Arthritis Rheum. 2011;63(11):3633–3639. https://doi. org/10.1002/art.30514..
DOI: 10.1002/art.30514
Boin F., Hummers L.K. Scleroderma-like fibrosing disorders. Rheum Dis Clin North Am. 2008;34(1):199–220. https://doi.org/10.1016/j.rdc.2007.11.001..
DOI: 10.1016/j.rdc.2007.11.001
Griffin M.F., desJardins-Park H.E., Mascharak S., Borrelli M.R., Longaker M.T. Understanding the impact of fibroblast heterogeneity on skin fibrosis. Dis Model Mech. 2020;13(6):dmm044164. https://doi.org/10.1242/dmm.044164..
DOI: 10.1242/dmm.044164
Do N.N., Eming S.A. Skin fibrosis: Models and mechanisms. Curr Res Transl Med. 2016;64(4):185–193. https://doi.org/10.1016/j.retram.2016.06.003..
DOI: 10.1016/j.retram.2016.06.003
Hardy M.A. The biology of scar formation. Phys Ther. 1989;69(12):1014–1024. https://doi.org/10.1093/ptj/69.12.1014..
DOI: 10.1093/ptj/69.12.1014
Grieb G., Steffens G., Pallua N., Bernhagen J., Bucala R. Circulating fibrocytes – biology and mechanisms in wound healing and scar formation. Int Rev Cell Mol Biol. 2011;291:1–19. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-386035-4.00001-X..
DOI: 10.1016/B978-0-12-386035-4.00001-X
Rius Rigau A., Luber M., Distler J.H.W. Mouse models of skin fibrosis. Methods Mol Biol. 2021;2299:371–383. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1382-5_25..
DOI: 10.1007/978-1-0716-1382-5_25
Park H.J., Jeong O.Y., Chun S.H., Cheon Y.H., Kim M., Kim S. et al. Butyrate improves skin/lung fibrosis and intestinal dysbiosis in bleomycin-induced mouse models. Int J Mol Sci. 2021;22(5):2765. https://doi.org/10.3390/ijms22052765..
DOI: 10.3390/ijms22052765
Abignano G., Del Galdo F. Quantitating skin fibrosis: innovative strategies and their clinical implications. Curr Rheumatol Rep. 2014;16(3):404. https://doi.org/10.1007/s11926-013-0404-5..
DOI: 10.1007/s11926-013-0404-5
Faust I., Roch C., Kuhn J., Prante C., Knabbe C., Hendig D. Human xylosyl-transferase-I – a new marker for myofibroblast differentiation in skin fibrosis. Biochem Biophys Res Commun. 2013;436(3):449–454. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2013.05.125..
DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.05.125
Lakota K., Wei J., Carns M., Hinchcliff M., Lee J., Whitfield M.L. et al. Levels of adiponectin, a marker for PPAR-gamma activity, correlate with skin fibrosis in systemic sclerosis: potential utility as biomarker? Arthritis Res Ther. 2012;14(3):R102. https://doi.org/10.1186/ar3827..
DOI: 10.1186/ar3827
Vassiliadis E., Veidal S.S., Barascuk N., Mullick J.B., Clausen R.E., Larsen L. et al. Measurement of matrix metalloproteinase 9-mediated collagen type III degradation fragment as a marker of skin fibrosis. BMC Dermatol. 2011;11:6. https://doi.org/10.1186/1471-5945-11-6..
DOI: 10.1186/1471-5945-11-6
Cheng C., Tsuneyama K., Kominami R., Shinohara H., Sakurai S., Yonekura H. et al. Expression profiling of endogenous secretory receptor for advanced glycation end products in human organs. Mod Pathol. 2005;18(10):1385–1396. https://doi.org/10.1038/modpathol.3800450..
DOI: 10.1038/modpathol.3800450
Johansson H., Lindstedt M., Albrekt A.S., Borrebaeck C.A. A genomic biomarker signature can predict skin sensitizers using a cell-based in vitro alternative to animal tests. BMC Genomics. 2011;12:399. https://doi.org/10.1186/1471-2164-12-399..
DOI: 10.1186/1471-2164-12-399
Curto E.V., Lambert G.W., Davis R.L., Wilborn T.W., Dooley T.P. Biomarkers of human skin cells identified using DermArray DNA arrays and new bioinformatics methods. Biochem Biophys Res Commun. 2002;291(4):1052–1064. https://doi.org/10.1006/bbrc.2002.6542..
DOI: 10.1006/bbrc.2002.6542
Bhowmick S.S., Bhattacharjee D., Rato L. Identification of tissue-specific tumor biomarker using different optimization algorithms. Genes Genomics. 2019;41(4):431–443. https://doi.org/10.1007/s13258-018-0773-2..
DOI: 10.1007/s13258-018-0773-2
Gazel A., Ramphal P., Rosdy M., De Wever B., Tornier C., Hosein N. et al. Transcriptional profiling of epidermal keratinocytes: comparison of genes expressed in skin, cultured keratinocytes, and reconstituted epidermis, using large DNA microarrays. J Invest Dermatol. 2003;121(6):1459–1468. https://doi.org/10.1111/j.1523-1747.2003.12611.x..
DOI: 10.1111/j.1523-1747.2003.12611.x
Philippeos C., Telerman S.B., Oulès B., Pisco A.O., Shaw T.J., Elgueta R. et al. Spatial and single-cell transcriptional profiling identifies functionally distinct human dermal fibroblast subpopulations. J Invest Dermatol. 2018;138(4):811–825. https://doi.org/10.1016/j.jid.2018.01.016..
DOI: 10.1016/j.jid.2018.01.016
Palmer C., Diehn M., Alizadeh A.A., Brown P.O. Cell-type specific gene expression profiles of leukocytes in human peripheral blood. BMC Genomics. 2006;7:115. https://doi.org/10.1186/1471-2164-7-115..
DOI: 10.1186/1471-2164-7-115
Lei L., Zhao C., Qin F., He Z.Y., Wang X., Zhong X.N. Th17 cells and IL-17 promote the skin and lung inflammation and fibrosis process in a bleomycin-induced murine model of systemic sclerosis. Clin Exp Rheumatol. 2016;34(5 Suppl.):14–22. Available at: https://www.clinexprheumatol.org/abstract.asp?a=9558.https://www.clinexprheumatol.org/abstract.asp?a=9558
Lei L., Zhao C., Qin F., He Z.Y., Wang X., Zhong X.N. Th17 cells and IL-17 promote the skin and lung inflammation and fibrosis process in a bleomycin-induced murine model of systemic sclerosis. Clin Exp Rheumatol. 2016;34(5 Suppl.):14–22. Available at: https://www.clinexprheumatol.org/abstract.asp?a=9558.https://www.clinexprheumatol.org/abstract.asp?a=9558
Kaplansky G., Bongrand P. Cytokines and chemokines. Cell Mol Biol. 2001;47(4):569–574. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11502065/.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11502065/
Kaplansky G., Bongrand P. Cytokines and chemokines. Cell Mol Biol. 2001;47(4):569–574. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11502065/.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11502065/
Waddell L.A., Lefevre L., Bush S.J., Raper A., Young R., Lisowski Z.M. et al. ADGRE1 (EMR1, F4/80) is a rapidly-evolving gene expressed in mammalian monocyte-macrophages. Front Immunol. 2018;9:2246. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.02246..
DOI: 10.3389/fimmu.2018.02246
García-Ruiz I., Blanes Ruiz N., Rada P., Pardo V., Ruiz L., Blas-García A. et al. Protein tyrosine phosphatase 1b deficiency protects against hepatic fibrosis by modulating nadph oxidases. Redox Biol. 2019;26:101263. https://doi.org/10.1016/j.redox.2019.101263..
DOI: 10.1016/j.redox.2019.101263
Rose S., Misharin A., Perlman H. A novel Ly6C/Ly6G-based strategy to analyze the mouse splenic myeloid compartment. Cytometry A. 2012;81(4):343–350. https://doi.org/10.1002/cyto.a.22012..
DOI: 10.1002/cyto.a.22012
Daley J.M., Thomay A.A., Connolly M.D., Reichner J.S., Albina J.E. Use of Ly6G-specific monoclonal antibody to deplete neutrophils in mice. J Leukoc Biol. 2008;83(1):64–70. https://doi.org/10.1189/jlb.0407247..
DOI: 10.1189/jlb.0407247
Higgins D.P., Hemsley S., Canfield P.J. Association of uterine and salpingeal fibrosis with chlamydial hsp60 and hsp10 antigen-specific antibodies in Chlamydia-infected koalas. Clin Diagn Lab Immunol. 2005;12(5):632–639. https://doi.org/10.1128/CDLI.12.5.632-639.2005..
DOI: 10.1128/CDLI.12.5.632-639.2005
Kim S.H., Jung S.H., Chung H., Jo D.I., Kim C.K., Park S.H. et al. Annexin A2 participates in human skin keloid formation by inhibiting fibroblast proliferation. Arch Dermatol Res. 2014;306(4):347–357. https://doi.org/10.1007/s00403-014-1438-x..
DOI: 10.1007/s00403-014-1438-x
Schmitt L., Huth S., Amann P.M., Marquardt Y., Heise R., Fietkau K. et al. Direct biological effects of fractional ultrapulsed CO(2) laser irradiation on keratinocytes and fibroblasts in human organotypic full-thickness 3D skin models. Lasers Med Sci. 2018;33(4):765–772. https://doi.org/10.1007/ s10103-017-2409-1..
DOI: 10.1007/ s10103-017-2409-1
Zhang S., Zhao Z.M., Xue H.Y., Nie F.F. Effects of photoelectric therapy on proliferation and apoptosis of scar cells by regulating the expression of microRNA-206 and its related mechanisms. Int Wound J. 2020;17(2):317–325. https://doi.org/10.1111/iwj.13272..
DOI: 10.1111/iwj.13272
Gertz S.D., Mintz Y., Beeri R., Rubinstein C., Gilon D., Gavish L. et al. Lessons from Animal Models of Arterial Aneurysm. Aorta (Stamford). 2013;1(5):244–254. https://doi.org/10.12945/j.aorta.2013.13-052..
DOI: 10.12945/j.aorta.2013.13-052
Namazi M.R., Fallahzadeh M.K., Schwartz R.A. Strategies for prevention of scars: what can we learn from fetal skin? Int J Dermatol. 2011;50(1):85–93. https://doi.org/10.1111/j.1365-4632.2010.04678.x..
DOI: 10.1111/j.1365-4632.2010.04678.x