Сравнение мезенхимальных стромальных клеток костного мозга и региональных стволовых клеток сердца и фибробластов кожи человека


Полный текст:

PDF


Аннотация


Характерный маркер кардиальных стволовых клеток – тиразинкиназный рецептор c-kit. Клетки с фенотипом c-kit+ легко выделяются и культивируются in vitro. Однако истинным кардиомиогенным потенциалом обладают только кардиальные стволовые клетки, полученные из сердца постнатальных животных. Исследователи предполагают две популяции c-kit+ клеток в сердце различного происхождения в эмбриогенезе. Клетки c-kit+, способные дифференцироваться в кардиомиоциты, происходят из клеток первичного кардиального поля и исчезают вскоре после рождения, а те, что имеют проэпикардиальное происхождение, экспрессируют мезенхимальные маркеры и способны к дифференцировке в эндотелиальном, муральном и фибробластном направлениях. Ранее мы описали c-kit+ клетки, выделенные из фрагментов ушка правого предсердия, и исследовали их ангиогенный потенциал in vitro. В этом исследовании мы сравнили поверхностные маркеры мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, кардиальных стволовых клеток и фибробластов кожи человека методом проточной цитометрии и полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией. Показали, что культура кардиальных стволовых клеток человека, полученная в результате магнитного сортинга с помощью антител на c-kit-рецептор является гетерогенной. В ней присутствуют клетки, несущие характерный набор поверхностных маркеров мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, эндотелиальных и муральных клеток. Иммунофенотип фибробластов кожи также представлен характерным набором маркеров мезенхимальных стволовых клеток, за исключением дополнительного маркера CD10, соответствующего эластазе, нейтральной пептидазе. Кроме того, фибробласты кожи дифференцируются в остеогенном и адипогенном направлениях при использовании индукционных сред. Таким образом, фибробласты кожи человека, полученные согласно стандартным протоколам, являются мезенхимальными стволовыми клетками кожи. В соответствии с иммунофенотипом мезенхимальные стволовые клетки костного мозга, кардиальные стволовые клетки и фибробласты кожи экспрессируют гены паракринных факторов HGF, VEGF, PDGFb, ANG1, ANG2, IGF1, TGFb, обладающих кардиопротекторным и ангиогенным эффектами.


С. В. Павлова
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 10; Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 8
Россия

Д. С. Сергеевичев
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15
Россия

Е. В. Чепелева
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 8
Россия

В. С. Козырева
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15
Россия

А. А. Малахова
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 10; Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 8
Россия

И. С. Захарова
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 10; Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 8
Россия

Е. В. Григорьева
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 10; Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 8
Россия

Е. А. Покушалов
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15
Россия

С. М. Закиян
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 10; Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Новосибирск, пр-т академика Лаврентьева, 8; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2
Россия

Литература


    Beltrami A.P., Barlucchi L., Torella D., Baker M., Limana F., Chimenti S., Kasahara H., Rota M., Musso E., Urbanek K., Leri A., Kajstura J., Nadal-Ginard B., Anversa P. Adult cardiac stem cells are multipotent and support myocardial regeneration // Cell. 2003. Vol. 114. № 6. P. 763–76.
    Bolli R., Chugh A.R., D'Amario D., Loughran J.H., Stoddard M.F., Ikram S., Beache G.M., Wagner S.G., Leri A., Hosoda T., Sanada F., Elmore J.B., Goichberg P., Cappetta D., Solankhi N.K., Fahsah I., Rokosh D.G., Slaughter M.S., Kajstura J., Anversa P. Cardiac stem cells in patients with ischaemic cardiomyopathy (SCIPIO): initial results of a randomised phase 1 trial // Lancet. 2011. Vol. 378. № 9806. P. 1847–57.
    Keith M.C., Bolli R. "String theory" of c-kit(pos) cardiac cells: a new paradigm regarding the nature of these cells that may reconcile apparently discrepant results // Circ. Res. 2015. Vol. 116. № 7. P. 1216–30.
    Павлова С.В., Перовский П.П., Чепелева Е.В., Малахова А.А., Дементьева Е.В., Покушалов Е.А., Сухих Г.Т., Закиян С.М. Характеристика кардиальных культур клеток, полученных из экспланта сердечной мышцы человека // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2013. № 3. С. 132–141.
    Сергеевичев Д.С., Сергеевичева В.В., Субботовская А.И., Подхватилина Н.А., Васильев В.Ю., Русакова Я.Л. Токсическое влияние детергентов на мезенхимальные стромальные клетки человека при заселении графтов // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2013. № 2. С. 67–73.
    Ferreira-Martins J., Ogorek B., Cappetta D., Matsuda A., Signore S., D'Amario D., Kostyla J., Steadman E., Ide-Iwata N., Sanada F., Iaffaldano G., Ottolenghi S., Hosoda T., Leri A., Kajstura J., Anversa P., Rota M. Cardiomyogenesis in the developing heart is regulated by c-kit-positive cardiac stem cells // Circ. Res. 2012. Vol. 110. № 5. P. 701–15.
    Wu S.M., Fujiwara Y., Cibulsky S.M., Clapham D.E., Lien C.L., Schultheiss T.M., Orkin S.H. Developmental origin of a bipotential myocardial and smooth muscle cell precursor in the mammalian heart // Cell. 2006. Vol. 127. № 6. P. 1137–50.
    van Berlo J.H., Kanisicak O., Maillet M., Vagnozzi R.J., Karch J., Lin S.C., Middleton R.C., Marbán E., Molkentin J.D. c-kit+ cells minimally contribute cardiomyocytes to the heart // Nature. 2014. Vol. 509. № 7500. P. 337–41.
    Чепелева Е.В., Павлова С.В, Малахова А.А., Милевская Е.А., Русакова Я.Л., Подхватилина Н.А., Сергеевичев Д.С., Покушалов Е.А., Караськов А.М., Сухих Г.Т., Закиян С.М. Терапия хронического кардиосклероза у крыс линии WAG культурами кардиоваскулярных клеток, обогащенными стволовыми клетками сердца // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2015. № 3. С. 10.
    He J.Q., Vu D.M., Hunt G., Chugh A., Bhatnagar A., Bolli R. Human cardiac stem cells isolated from atrial appendages stably express c-kit // PLoS One. 2011. Vol. 6. № 11. P. e27719.
    Davis D.R., Kizana E., Terrovitis J., Barth A.S., Zhang Y., Smith R.R., Miake J., Marbán E. Isolation and expansion of functionally-competent cardiac progenitor cells directly from heart biopsies // J. Mol. Cell. Cardiol. 2010. Vol. 49. № 2. P. 312–21.
    Koninckx R., Daniels A., Windmolders S., Carlotti F., Mees U., Steels P., Rummens J..L, Hendrikx M., Hensen K. Mesenchymal stem cells or cardiac progenitors for cardiac repair? A comparative study // Cell. Mol. Life Sci. 2011. Vol. 68. № 12. P. 2141–56.
    Medvedev S.P., Malakhova A.A., Grigor'eva E.V., Shevchenko A.I., Dementyeva E.V., Sobolev I.A., Lebedev I.N., Shilov A.G., Zhimulev I.F., Zakian S.M. Derivation of induced pluripotent stem cells from fetal human skin fibroblasts // Acta Naturae. 2010. Vol. 2. № 2. P. 102–6.
    Morisaki N., Moriwaki S., Sugiyama-Nakagiri Y., Haketa K., Takema Y., Imokawa G. Neprilysin is identical to skin fibroblast elastase: its role in skin aging and UV responses // J. Biol. Chem. 2010. Vol. 285. № 51. P. 39819–27.
    Russell K.C., Tucker H.A., Bunnell B.A., Andreeff M., Schober W., Gaynor A.S., Strickler K.L., Lin S., Lacey M.R., O'Connor K.C. Cell-surface expression of neuron-glial antigen 2 (NG2) and melanoma cell adhesion molecule (CD146) in heterogeneous cultures of marrow-derived mesenchymal stem cells // Tissue Eng. Part A. 2013. Vol. 19. № 19–20. P. 2253–66.
    Kozanoglu I., Boga C., Ozdogu H., Sozer O., Maytalman E., Yazici A.C., Sahin F.I. Human bone marrow mesenchymal cells express NG2: possible increase in discriminative ability of flow cytometry during mesenchymal stromal cell identification // Cytotherapy. 2009. Vol. 11. № 5. P. 527–33.
    White A.J., Smith R.R., Matsushita S., Chakravarty T., Czer L.S., Burton K., Schwarz E.R., Davis D.R., Wang Q., Reinsmoen N.L., Forrester J.S., Marbán E., Makkar R. Intrinsic cardiac origin of human cardiosphere-derived cells // Eur. Heart J. 2013. Vol. 34. № 1. P. 68–75.
    Di Meglio F., Castaldo C., Nurzynska D., Romano V., Miraglia R., Bancone C., Langella G., Vosa C., Montagnani S. Epithelial-mesenchymal transition of epicardial mesothelium is a source of cardiac CD117-positive stem cells in adult human heart // J. Mol.Cell Cardiol. 2010. Vol. 49. № 5. P. 719–27.


Павлова С. В., Сергеевичев Д. С., Чепелева Е. В., Козырева В. С., Малахова А. А., Захарова И. С., Григорьева Е. В., Покушалов Е. А., Закиян С. М. Сравнение мезенхимальных стромальных клеток костного мозга и региональных стволовых клеток сердца и фибробластов кожи человека. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2015;19(4-2):12-19. http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2015-4-2-12-19


DOI: http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2015-4-2-12-19

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.