Дифференцировка эмбриональных стволовых клеток человека

Эмбриональные стволовые клетки человека и мыши и эмбриональные половые клет­ки имеют много схожего и все же они разные. Мышиные эмбриональные стволовые клетки и половые (заро­дышевые) клетки эмбриона человека растут с образованием агрегатов, тогда как эмбриональные стволовые клетки человека растут более дисперсно. Все они экспрессируют высокие уровни активнос­ти теломеразы, хотя мышиные эмбриональные стволовые клетки делятся намного быстрее, чем человеческие эмбриональные стволовые клетки (8 про­тив 35 клеточного цикла).

Мышиные эмбриональные стволовые клетки требуют добавления к культуральной среде LIE, чтобы сохра­нить их недифференцированное состояние. В то же время эмбриональные стволовые клетки человека необходимо вы­ращивать на мышиных эмбриональных фибробластах (MEF) в присутствии bFGF, хотя некоторые исследователи считают, что LIE также помогает поддержи­вать человеческие эмбриональные стволовые клетки в недифференцированном состоянии. Недавно стали выращивать эмбриональные стволовые клетки человека на покрытых матригелем субстратах, а не на MEF, но при этом требуется среда, обусловленная MEF. Как только будут идентифицированы факторы, про­дуцируемые MEF, можно будет разработать среду необходимого химического со­става и потенциально получать эмбриональные стволовые клетки человека без контакта с мышиными клетками/продуктами.

До настоящего времени только в некоторых исследованиях, в которых исполь­зовались линии человеческих эмбриональных стволовых клеток, были получены очищенные популяции или дифференци­рованы иначе, чем в агрегатные состояния. В доброкачественных тератомах, обра­зованных при трансплантации эмбриональных телец нулевым мышам или в эмбриональных тельцах, идентифицирова­ли много дифференцирующих типов клеток и тканей:

· волосы,
· кератинирующий эпителий,
· респираторный эпителий,
· кубовидный эпителий,
· хорошо организован­ный кишечник и почечные клубочки,
· а также гладкие мышцы, кости, хрящ и ней­ронные клетки.

Вероятно, присутствуют дополнительные типы клеток, но они не организованы в гистологически идентифицируемые ткани. Odorico et al. (2001) получили кроветворную дифференцировку эмбриональных стволовых клеток человека, приме­нив двухступенчатый метод дифференцировки. Эмбриональные стволовые клетки человека первоначально вы­ращивали на облученных клетках стромы линии S17 костного мозга человека в среде с телячьей эмбриональной сывороткой, но без каких-либо дополнительных факторов роста. Затем следовало культивирование на метилцеллюлозе с образо­ванием эритроцитов, макрофагов, зернистых лейкоцитов и мегакариоцитов. Ин­тересно, что эмбриональные стволовые клетки человека могут также дифференцироваться в клетки трофобластов, что делает их полезной моделью плацентации и инвазии клеток.

Похожая статья  Загадки Земли: туры в Суву, Фиджи, «Тайна тамплиеров еще не раскрыта»

Schuldiner et al (2000) воздействовали на эмбриональные стволовые клетки человека линий Н9, предварительно ин­дуцированные на начало дифференцировки 5-дневным выращиванием в суспен­зии для продуцирования эмбриональных телец, одиночными концентрациями каждого из восьми факторов роста:

· ВМР4,
· фактором эпидермального роста,
· ретиноевой кис­лотой,
· фактором трансформации роста β-1,
· активином A,
· фактором роста нервов.

Эмбриональные тельца разъединяли и на их клетки воздействовали одиночными факторами роста в течение дополнительных 10 дней. Результат дифференцировки был сле­дующим. Культуры, обработанные FGF-6, ВМР4, фактором эпидермального рос­та и ретиноевой кислотой, содержали эктодерму и мезодерму, при стимуляции фактором дифференцировки FGF-2 — кератин и эпидермальную эктодерму. В культуре с фактором трансформации роста — β1 и активином А содержалась ме­зодерма, а в культуре с активином А — синцитий мышечных клеток. Воздействие HGF и фактора роста нервов приводило к экспрессии генов, типичной для всех трех зародышевых слоев.

Полученные результаты позволяют предположить, что, по-видимому, на ранних стадиях развития эмбриона человека (мало доступных для исследований) действуют многие направляющие пути, идентифицированные у других видов. Они позволяют также предполагать и новые направляющие пути для развития конкретного типа клеток. Так, и фактор роста нервов, и ретиноевая кислота индуцировали маркеры нейронов, но только ретиноевая кислота вызы­вала экспрессию маркеров надпочечников.

Итак, в получении специфических типов клеток из эмбриональных стволовых клеток за последние годы до­стигнут значительный прогресс. Однако все еще остаются проблемы. Хотя диф­ференцированные производные стали получать последовательно и с более высо­кой частотой, чем раньше, немногие методы дифференцировки с применением фактора роста позволяют получить стимулируемый уровень дифференцировки, ограниченный типом клетки (> 90 %), требуемый для безопасной трансплантации. Вызывало беспокойство то, что генетическое манипулирование эмбриональными стволовыми клетками увеличивает шанс злокачественного преобразования и формирования опухоли. Возможно шанс формирования опухоли после трансплантации недифференцированных стволовых клеток даже более существенный.

Похожая статья  Малахит — хорошо узнаваемый минерал удивительно насыщенного зеленого цвета с полосатым узором

Фактически это основной научный критерий в выборе эпигенетических или генетических методов в получении обогащенных клеточных линий для трансплантации. При разработке хорошего метода подбора фактора роста предпочтительней были бы генетические методы. Однако, хотя эмбриональными стволовыми клетками можно манипулировать для секреции инсулина, они вырабатывают значительно меньше инсулина, чем генетически измененные эмбриональные стволовые клетки.

Поскольку эмбриональные стволовые клетки легко трансфецируются и поддаются селекции, можно было бы экспрессировать в клетке ген самоубийства под контролем, например, гена циклина таким образом, что если имплантируемая клетка вступает в цикл неконтро­лируемого деления, она удаляется. Или же индуцируемый промотор (например, тетрациклина) можно было бы использовать для экспрессии летального гена в слу­чае, если имплантируемые клетки сверхэкспрессируют конкретный фактор рос­та или нейротрансмиттер, их можно уничтожить.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code