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).

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"