При культивировании в условиях низкой плотности стволовые стромальные клетки костного мозга образуют четкие колонии, каждая из которых является производной одной клетки-предшественника. Процент стромальных клеток-предшественников в ядросодержащих клетках костного мозга, определенный по способности образовывать колонии (Friedenstein et al., 1974), значительно зависит как от условий культивирования, так и от видовой принадлежности МСК.

Например, у грызунов для получения максимального количества стромальных клеток-предшественников абсолютно необходимо наличие в культуре облученных фидерных клеток костного мозга и сыворотки, тогда как у человека колониеобразующая эффективность мезенхимальных стволовых клеток не зависит ни от фидера, ни от питательной среды (Kuznetsov et al., 1997). Количество известных митогенных факторов, стимулирующих пролиферацию стромальных клеток-предшественников, ограничено.

К таковым относятся PDGF, EGF, FGF, TGF-p, а также IGF1 (Gronthos, Simmons, 1995; Kuznetsov et al., 1997). При развитии таких культур через 20 суток отмечается и фенотипическая гетерогенность. Часть колоний отличается высокой экспрессией щелочной фосфатазы, другие вообще ее не экспрессируют, а колонии третьего типа являются фосфатазопозитивными в центральном регионе и фосфатазонегативными на периферии (Friedenstein et al., 1982).

Отдельные колонии формируют узелки костной ткани (начало матричной минерализации маркируется при окрашивании ализариновым красным или на кальций по Ван-Косса). В других колониях происходит аккумуляция жира, идентифицируемая по О-окрашиванию масляным красным (Herbertson, Aubin, 1997). Реже колонии мезенхимальных стволовых клеток образуют хрящи, окрашивающиеся альцианом голубым (Berry et al, 1992).

После эктопической трансплантации экспериментальным животным поликлональные линии MGK образуют эктопическую кость с сетчатообразной стромой, ассоциированной с миелопоэзом и адипоцитами, а также, но реже, с хрящевой тканью (Ashton et al., 1980; Friedenstein et al., 1982). При трансплантации моноклональных линий стромальных клеток костного мозга в некоторых случаях наблюдается химеризм, при котором образовавшаяся de novo кость состоит из клеток костной ткани, содержит строму и адипоциты донорского происхождения, тогда как клетки гемопоэтической линии и система сосудов происходят от реципиента (Kuznetsov et al., 1997).

Результаты этих исследований подтверждают стволовую природу стромальной клетки-предшественника костного мозга, от которой была получена клональная линия. Они же одновременно свидетельствуют о том, что не все клоногенные в культуре клетки действительно являются мультипотентными стволовыми клетками.

Некоторые исследователи считают, и мы разделяем их мнение, что наиболее достоверную информацию о реальном потенциале дифференциации индивидуальных клонов можно получить только in vivo после трансплантации, а не путем определения фенотипа их производных in vitro. Экспрессия в культуре фенотипических маркеров остео-, хондро- или адипогенеза (определяемая по мРНК или с помощью гистохимической техники) и даже производство минерализированной матрицы не отражает степень плюрипотентности отдельного клона in vivo (Satomura et al, 2000).

Поэтому идентификация стволовых клеток в группе стромальных клеток возможна только a posteriori, в соответствующих условиях биологической трансплантационной пробы. В частности, хондрогенез очень редко наблюдается в открытых трансплантационных системах, тогда как образование хряща далеко не редкость в системах закрытых, таких как диффузионные камеры (Ashton et al, 1980) или в микромассных культурах стромальных клеток in vitro (Johnstone et al., 1998), где достигается локальное низкое напряжение кислорода, способствующее формированию хрящевой ткани (Scott, 1992). Следовательно, даже техника трансплантации, а также неспецифические условия культивирования in vitro существенно влияют на диапазон дифференцировки МСК.

- Читать далее "Идентефикация мезенхимальных стволовых клеток. Эмбриогенез примитивной стромы костного мозга"