Трансдифференцировка стволовых клеток костного мозга. Колониеобразующие клетки стромы костного мозга

Продолжается экспериментальный поиск условий трансдифференцировки стволовых клеток стромы костного мозга в клетки-предшественники нервной и печеночной ткани. Внимание исследователей сосредоточено на комбинациях индукторов дифференцировки и специальных кондиционных средах. В частности, для выделения первичной культуры стромальных клеток отмытые и ресуспендированные в культуральной среде DMEM/F12 (1/1) с 10% фетальной телячьей сывороткой клетки костного мозга высеваются с плотностью 200 000/см2. Через 24 часа неадгезивные клетки удаляются, а прикрепленные к пластику фибробластоподобные клетки культивируются в течение одной недели.

Для дифференцировки клеток стромы костного мозга в нейробласты используется кондиционная среда, полученная путем трехсуточного культивирования первичной культуры эмбриональных фибробластов мыши, а также среда DMEM/F12 (1/1) с 2% фетальной телячьей сывороткой и добавлением 20 нг/мл LIF или 10-6М ретиноевой кислоты (нейроиндукторы, которые применяются для нейральной дифференцировки эмбриональных стволовых клеток мыши и человека) (Fraichard et al., 1995; Pagano et al., 2000). Дифференцировку клеток стромы костного мозга в клетки-предшественники гепатоцитов индуцируют в кондиционной среде, созданной в результате трехсуточного культивирования первичной культуры эмбриональных клеток печени мыши в среде DMEM/F12 (1/1) с добавлением 10% фетальной телячьей сыворотки (Щегелъская и др., 2002).

Тут следует еще раз отметить, что колониеобразующие клетки стромы костного мозга гетероморфны и могут быть разделены на два типа. К первому типу относятся фибробластоподобные, образующие филоподии клетки с крупными ядрами и одним-двумя ядрышками. Второй тип представлен мелкими клетками веретенообразной формы.

При культивировании клеток обоих типов в кондиционной среде, полученной на фидерном слое первичных эмбриональных фибробластов мыши, на 3-и-4-е сутки в культуре появляются клетки, похожие на нейробласты. На этой стадии они чаще всего имеют веретенообразную форму с одним или двумя длинными отростками, заканчивающимися филоподиями. Реже встречаются пирамидные или звездчатые клетки с короткими дендритами.

стволовые клетки

Дендриты одних нейробластов имеют характерные расширения (почки роста) и разветвления в своей дистальной части, других — отчетливые конусы роста с филоподиями, с помощью которых происходит рост дендритов. Аналогичные морфологические признаки (почки и конусы роста с филоподиями), присущие нейробластам, дифференцирующимся в нейроны, подробно описаны в работах по нейрогенезу (Будко, 1985). На этом основании некоторые авторы делают вывод, что обнаруживаемые ими в культуре клетки являются нейробластами.

В частности, Е. Щегельская и соавторы (2002) после культивирования первичной культуры стромальных клеток в течение двух недель в сменяемой на каждые З-и-4-е сутки кондиционной среде установили, что часть клеток пролиферирует, сохраняя недифференцированное состояние. Внешне такие клетки были похожи на фибробласты и выявлялись в культуре наряду с дифференцирующимися нейробластами. Большая же часть клеток (около 80%) находилась на разных стадиях дифференцировки в клетки нервной ткани, преимущественно в нейроны. Дендритные отростки этих клеток тесно контактировали между собой, так что постепенно клетки формировали на субстрате участки нервной сети в виде длинных многоклеточных тяжей.

Дендритные отростки нейробластов становились значительно длиннее, некоторые из них в 8-10 раз превышали длину тела самого нейрона. Постепенно увеличивалась доля пирамидных и звездчатых клеток. Дендриты звездчатых клеток разветвлялись. По мнению авторов, более поздняя дифференцировка пирамидных и звездчатых клеток по сравнению с веретенообразными соответствует последовательности этапов нормального нейрогенеза у животных. В результате авторы заключают, что стволовые клетки стромы костного мозга подвергаются индуцированному нейрогенезу, в процессе которого in vitro из нейробластов образуются все три основных типа нейронов. Предшественники нервных клеток были обнаружены и во время культивирования клеток стромы костного мозга в течение 3-4 суток в среде с 2% фетальной сывороткой и 20 нг/мл LIF.

Но в этом случае стволовые клетки делились очень медленно, дифференцировка нейробластов происходила только в 30% случаев и они не образовывали нейрональные сети. Используя в качестве одного из индукторов дифференцировки нервных клеток ретиноевую кислоту, авторы получили в культуре до 25-30% нервных клеток с преобладанием глиальных элементов — астроцитов и олигодендроцитов. Нейроны составляли лишь третью часть от всех нервных клеток, хотя и были представлены всеми тремя типами: веретенообразными, пирамидными и звездчатыми клетками. На 6-е сутки культивирования клеток стромы в среде с ретиноевой кислотой нервные клетки становились более дифференцированными, а у отдельных пирамидных нейронов были обнаружены аксоны, которые и в нормальном нейроонтогенезе появляются позже образования дендритных отростков.

По мнению авторов, несмотря на низкий выход нервных клеток, метод индукции ретиноевой кислотой имеет свои преимущества: олигодендроциты и астроциты выполняют миелинизирующую и питающую функции во время роста дендритов и аксонов и необходимы для нормального формирования нервной ткани. Следовательно, для репарации ее поврежденных участков in vivo лучше использовать суспензию нейронов, обогащенную клетками глии (Щегельская и др., 2002).

- Читать далее "Дифференциация клеток костного мозга. Применение клеток костного мозга при ожогах"

Оглавление темы "Мезенхимальные стволовые клетки в медицине":
1. Пластичность мезенхимальных клеток. Плюрипотентность мезенхимальных стволовых клеток
2. Этапы дифференциации мезенхимальных стволовых клеток. Циркуляция в кровотоке мезенхимальных стволовых клеток
3. Регенерация и пролиферация мезенхимальных стволовых клеток. Стволовые резервы
4. Компоненты экстрацеллюлярного матрикса. Динамическое равновесие клеток крови
5. Репаративные процессы в костном мозге. Фазы регенерации костного мозга
6. Динамика роста численности клеток костного мозга. Влияние травмы костного мозга на стволовые клетки
7. Системный ответ при травме костного мозга. Пересадки мезенхимальных стволовых клеток
8. Трансдифференцировка стволовых клеток костного мозга. Колониеобразующие клетки стромы костного мозга
9. Дифференциация клеток костного мозга. Применение клеток костного мозга при ожогах
10. Влияние стволовых клеток на заживление ран. Клетки костного мозга в лечении ран

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: