Спонтанная дифференцировка эмбриональных стволовых клеток. Дифференцировка стволовых клеток

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что практически все клоногенные культуры эмбриональных стволовых клеток и первичных половых клеток подвергаются спонтанной дифференцировке, которая начинается в эмбриоидных тельцах с числом клеток более 40-50 на клон даже при выращивании культуры на стромальном фидере и характеризуется фенотипической гетерогенностью возникающих в пределах одного клона клеточных линий.

Однако для научно-практических целей наибольший интерес представляет возможность получения гомогенной популяции нейронов, кардиомиоцитов, р-клеток островков Лангерганса для заместительной клеточной трансплантации при инсультах, инфаркте миокарда, сердечной недостаточности, сахарном диабете и других тяжелых заболеваниях (Репин, 2001).

Доля дифференцированных клеток меняется в зависимости от времени культивирования эмбриоидных телец после их прикрепления к субстрату (Wobus et al., 1991; Maltsev et al, 1993, 1994; Strubing et al., 1995; Drab et al., 1997). Максимальное образование дифференцированных кардиомиоцитов (около 90%) наблюдается через 7-10 суток после фиксации эмбриоидных телец на подложке (MaltseuetaL, 1993,1994), скелетномышечных клеток (60%) — через 15-17 суток (Rohwedel et al, 1994), нейрональных клеток при спонтанной дифференцировке — через 15-20 суток, а при индуцировании ретиноевой кислотой — через 7-10 суток (Strubing et al., 1995).
Примечательно, что для эпителиальных клеток подобной зависимости выявлено не было (Bagutti et al., 1996).

дифференцировка стволовых клеток

Существенной особенностью дифференцировки эмбриональных стволовых клеток, как индуцированной, так и спонтанной, является зависимость ее характера от многих специфических и неспецифических факторов: количества ЭСК в эмбриоидных тельцах, продолжительности культивирования последних, от линии ЭСК, особенностей культуральной среды и прочих условий (Guan et al., 1999). При посеве 400 клеток линии D3 или R1 после формирования эмбриоидных телец ЭСК дифференцируются преимущественно в кардиомиоциты, однако при двукратном увеличении плотности посева наблюдается дифференцировка главным образом в скелетномышечные клетки (Мануйлова и др., 2001).

Однако в последние годы удалось расшифровать комбинации ростовых факторов, in vitro ускоряющих пролиферацию одних и тормозящих размножение других прогениторных клонов клеток. В исследованиях на линии Н9 ЭСК человека установлены комбинации ростовых факторов, вызывающие предпочтительную дифференциацию клонов в дериваты мезо-, экто- или энтодермы. Активин А в комбинации с TGF-Pj тормозит прогрессию клонов в энто- и эктодерму, но значительно повышает образование клонов клеток мезодермального происхождения.

Ретиноевая кислота совместно с FGF, а также комбинация ВМР-4 с EGF стимулируют селективную прогрессию клонов экто- и мезодермы, блокируя развитие клонов энтодермы, тогда как комбинация HGF с NGF активирует рост клонов всех зародышевых листков. С точки зрения клиники регенеративной медицины, важным является тот факт, что в эмбриоидных тельцах экспрессируются рецепторы ко всем исследованным ростовым факторам, а сами факторы в разных комбинациях вызывают различные типы дифференцировки клеток эмбриоидных телец. Активин-А и TGF-(3j индуцируют дифференцировку мезодермальных производных (клетки сердца и скелетных мышц).

Такие факторы, как EGF, FGF, ВМР-4 и ретиноевая кислота индуцируют дифференцировку эктодермальных (клетки кожи, мозга) и мезодермальных (клетки скелетных мышц, сердца, крови, почек, кости) производных. Индукционная активность NGF и HGF охватывает самый широкий спектр дифференцировки, включающий производные всех трех зародышевых листков (Schuldiner et al., 2000).

- Читать далее "Индуцированная дифференциация стволовых клеток. Направленная дифференциация стволовых клеток"

Оглавление темы "Дифференциация эмбриональных стволовых клеток":
1. Культивирование эмбриональных стволовых клеток. Участие стволовых клеток в эмбриогенезе
2. Генетически модифицированные стволовые клетки. Участие генов в дифференциации стволовых клеток
3. Гибридные клетки. Цитогибриды
4. Видовые эмбриональные гибридные клетки. Получение клонов гибридных клеток
5. Хромосомный и генетический набор гибридных клеток. Плюрипотентность гибридных клеток
6. Репрограммирование Х-хромосомы гибридных клеток. Плюрипотентность цитогибридов
7. Хромосомная память. Эффективная экспансия стволовых клеток в культуре
8. Спонтанная дифференцировка эмбриональных стволовых клеток. Дифференцировка стволовых клеток
9. Индуцированная дифференциация стволовых клеток. Направленная дифференциация стволовых клеток
10. Селективная дифференциация стволовых клеток. Регуляция дифференцировки стволовых клеток

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: