Ангиогенный потенциал кардиальных стволовых и мезенхимальных стромальных клеток костного мозга крысы


Полный текст:

PDF


Аннотация


Клеточная терапия – перспективный подход в лечении ишемических поражений миокарда. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют, что кардиальные стволовые c-kit-позитивные (c-kit+) клетки взрослых организмов, подобно мезенхимальным стромальным клеткам костного мозга, обладают значительным ангиогенным потенциалом in vivo, а также оказывают паракринный эффект при терапии ишемических поражений сердца. Сравнение c-kit+ кардиальных стволовых и мезенхимальных стромальных клеток костного мозга крысы методами проточной цитометрии, иммунофлуоресцентного анализа и методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией показало, что клетки обладают сходным набором мезенхимальных маркеров (CD90, CD29, CD73, виментин, коллаген I типа, фибронектин), маркеров перицитов (aSMA, NG2, нестин, щелочная фосфатаза 1-го типа, Sca1), эндотелиальных маркеров (CD31, Tie2, vW), активных генов паракринных факторов и их рецепторов (PDGFb/PDGFRb, VEGF/VEGFR2, Ang1/Tie2, HGF/c-met, TGFb, Sfrp1). Культивирование в эндотелиальной среде EGM2 способствует повышению ангиогенного потенциала клеток обеих культур, о чем свидетельствует интенсивное связывание клетками изолектина В4, формирование капилляроподобных структур в тесте на матригеле. Таким образом, на основании сходных молекулярных, цитогенетических и функциональных характеристик c-kit+ кардиальные стволовые клетки можно отнести к классу региональных мезенхимальных стромальных клеток, обладающих ангиогенным потенциалом.

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

И. А. Розанова
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

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

А. П. Лыков
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15; Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии, 630060, Новосибирск, ул. Тимакова, 2
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
Россия

Литература


    Bergmann O., Bhardwaj R.D., Bernard S., Zdunek S., Barnabé-Heider F., Walsh S., Zupicich J., Alkass K., Buchholz B.A., Druid H., Jovinge S., Frisén J. Evidence for cardiomyocyte renewal in humans // Science. 2009. Vol. 324. № 5923. P. 98–102.
    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.
    Smith R.R., Barile L., Cho H.C., Leppo M.K., Hare J.M., Messina E., Giacomello A., Abraham M.R., Marbán E. Regenerative potential of cardiosphere-derived cells expanded from percutaneous endomyocardial biopsy specimens // Circulation. 2007. Vol. 115. № 7. P. 896–908.
    Leri A., Kajstura J., Anversa P. Cardiac stem cells and mechanisms of myocardial regeneration // Physiol. Rev. 2005. Vol. 85. № 4. P. 1373–416.
    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.
    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.
    Makkar R.R., Smith R.R., Cheng K., Malliaras K., Thomson L.E., Berman D., Czer L.S., Marbán L., Mendizabal A., Johnston P.V., Russell S.D., Schuleri K.H., Lardo A.C., Gerstenblith G., Marbán E. Intracoronary cardiosphere-derived cells for heart regeneration after myocardial infarction (CADUCEUS): a prospective, randomised phase 1 trial // Lancet. 2012. Vol. 379. № 9819. P. 895–904.
    Malliaras K., Makkar R.R., Smith R.R., Cheng K., Wu E., Bonow R.O., Marbán L., Mendizabal A., Cingolani E., Johnston P.V., Gerstenblith G., Schuleri K.H., Lardo A.C., Marbán E. Intracoronary cardiosphere-derived cells after myocardial infarction: evidence of therapeutic regeneration in the final 1-year results of the CADUCEUS trial (CArdiosphere-Derived aUtologous stem CElls to reverse ventricUlar dySfunction) // J. Am. Coll. Cardiol. 2014. Vol. 63. № 2. P. 110–22.
    Chugh A.R., Beache G.M., Loughran J.H., Mewton N., Elmore J.B., Kajstura J., Pappas P., Tatooles A., Stoddard M.F., Lima J.A., Slaughter M.S., Anversa P., Bolli R. Administration of cardiac stem cells in patients with ischemic cardiomyopathy: the SCIPIO trial: surgical aspects and interim analysis of myocardial function and viability by magnetic resonance // Circulation. 2012. Vol. 126. № 11 (Suppl. 1). P. S54–64.
    Smits A.M., van Vliet P., Metz C.H., Korfage T., Sluijter J.P., Doevendans P.A., Goumans M.J. Human cardiomyocyte progenitor cells differentiate into functional mature cardiomyocytes: an in vitro model for studying human cardiac physiology and pathophysiology // Nat. Protoc. 2009. Vol. 4. № 2. P. 232–43.
    Andersen D.C., Andersen P., Schneider M., Jensen H.B., Sheikh S.P. Murine "cardiospheres" are not a source of stem cells with cardiomyogenic potential // Stem Cells. 2009. Vol. 27. № 7. P. 1571–81.
    Bolli R., Tang X.L., Sanganalmath S.K., Rimoldi O., Mosna F., Abdel-Latif A., Jneid H., Rota M., Leri A., Kajstura J. Intracoronary delivery of autologous cardiac stem cells improves cardiac function in a porcine model of chronic ischemic cardiomyopathy // Circulation. 2013. Vol. 128. № 2. P. 122–31.
    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.
    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.
    Messina E., De Angelis L., Frati G., Morrone S., Chimenti S., Fiordaliso F., Salio M., Battaglia M., Latronico M.V., Coletta M., Vivarelli E., Frati L., Cossu G., Giacomello A. Isolation and expansion of adult cardiac stem cells from human and murine heart // Circ. Res. 2004. Vol. 95. № 9. P. 911–21.
    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 // КТБМ. 2015. № 3. С. 10.
    Бозо И.Я., Деев Р.В., Пинаев Г.П. «Фибробласт» – специали-зированная клетка или функциональное состояние клеток мезен-химного происхождения? // Цитология. 2010. Т. 52. № 2. С. 99–109.
    Соловьева А.О., Повещенко О.В., Повещенко А.Ф., Коненков В.И., Караськов А.М. Изучение миграции трансплантированных клеток костного мозга в ткань сердца // Патология кровообращения и кардиохирургия 2012. № 3. С. 75–78.
    Сергеевичев Д.С., Ларионов П.М., Субботин Д.В., Новрузов Р.Б., Кливер Е.Н., Караськов А.М. Молекулярный анализ экспрессии генов семейства VEGF в мононуклеарных клетках костного мозга человека после плеттинга // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2010. № 1. С. 70–75.
    Ларионов П.М., Чернявский А.М., Бондарь В.Ю., Бочарова А.В., Субботин Д.В., Сергеевичев Д.С., Новрузов Р.Б., Караськов А.М. Регенерация перирубцовой зоны миокарда при комбинированной реваскуляризации (лазер плюс клетки) на модели хронической ишемической болезни сердца // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2009. № 3. С. 83–85.
    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.
    Nees S., Weiss D.R., Senftl A., Knott M., Förch S., Schnurr M., Weyrich P., Juchem G. Isolation, bulk cultivation, and characterization of coronary microvascular pericytes: the second most frequent myocardial cell type in vitro // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2012. Vol. 302. № 1. P. H69–84.
    Chen Y.T., Chang F.C., Wu C.F., Chou Y.H., Hsu H.L., Chiang W.C., Shen J., Chen Y.M., Wu K.D., Tsai T.J., Duffield J.S., Lin S.L. Platelet-derived growth factor receptor signaling activates pericyte-myofibroblast transition in obstructive and post-ischemic kidney fibrosis // Kidney Int. 2011. Vol. 80. № 11. P. 1170–81.
    Зорина А.И. Бозо И.Я., Зорин В.Л., Черкасов В.Р., Деев Р.В. Фибробласты дермы: особенности цитогенеза, цитофизиологии и возможности клинического применения // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2011. Т. 6. № 2. С. 15–26.
    Birbrair A., Zhang T., Wang Z.M., Messi M.L., Enikolopov G.N., Mintz A., Delbono O. Role of pericytes in skeletal muscle regeneration and fat accumulation // Stem Cells Dev. 2013. Vol. 22. № 16. P. 2298–314.


Павлова С. В., Розанова И. А., Чепелева Е. В., Малахова А. А., Лыков А. П., Покушалов Е. А., Закиян С. М. Ангиогенный потенциал кардиальных стволовых и мезенхимальных стромальных клеток костного мозга крысы. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2015;19(4-2):77-84. http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2015-4-2-77-84


DOI: http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2015-4-2-77-84

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


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