Трансплантация стволовых клеток в мозг здоровых животных: идентификация трансплантированных клеток

Рядом исследований на экспериментальных моделях внутримозговой алло — и кленотрансплантации эмбриональных стволовых клеток, нервных стволовых клеток и клеток-предшественников, выделенных из эмбрионального и зрело­го мозга животных и человека, установлено, что трансплантированные клетки обладали способностью к пролиферации, ориентированной миграции и терминаль­ной дифференциации в нервные и глиальные клетки.

Для идентификации трансплантированных клеток применяют 5-бромдезоксп-уридин (BrdU) — аналог тимидина, который включается в состав ДНК пролиферирующих клеток. Визуализация меченых клеток осуществляется с помощью ан­тител к BrdU. Плазмиды, построенные на осно­ве этого белка и Tal-тубулина позволяют маркировать исключительно нейрональные клетки-предшественники и незрелые нейроны. Может быть использован как специфический ядер­ный маркер нейральных клеток-предшественников — Neu-N.

При внутриматочной трансплантации клеток-предшественников в развивающийся мозг 15-18-днев­ных эмбрионов крыс и 15-дневных мышиных эмбрионов донорские клетки сохра­нялись и дифференцировались не только в месте введения, но и мигрировали в другие структуры мозга, где формировали нейрональные фенотипы, характерные для этих структур.

Нервные стволовые клетки, выделенные из гиппокампа и введенные в гиппокамп, превращались в нейроны, похожие на нейроны зубчатой фасции. Клетки это­го типа, имплантированные в построенный миграционный тракт, мигрировали в обонятельную луковицу и превращались в нейроны, которые экспрессировали характерную для них тирозингидроксилазу, типичную для этого образования, но не для гиппокампа.

Пластичность трансплантированных мультипотентных нейральных клеток-предшественников была подтверждена и в экспериментах на взрослых животных. Локальное микроокру­жение определяет направленность дифференцировки мультипотентных стволовых клеток.

Так, при трансплантации нейральных стволовых клеток в область прозрачной перегородки (septum) и диагональной полоски, где находятся преимущественно нейроны медиаторного фенотипа, формируются холинергические нейроны.

Исследован также синантогенез при трансплантации нервных стволовых клеток и клеток-предшественников. При введении клеток-предшественников в гиппокамп эмбрионов крыс формирование функциональных синаптических связей с новообразованными нейронами происходит в течение 1 месяца после транс­плантации. Эти нейроны обладали спонтанной и вызванной синаптической актив­ностью и реагировали на локальную ампликацию глутамата. Нервные стволовые клетки, полученные из стриатума и введенные в кору головного мозга, трансфор­мируются в типичные корковые нейроны с характерными для них аксональными связями.

Изложенные выше результаты исследований указывают на ведущую роль мест­ных факторов в фенотипической дифференциации трансплантированных нервные стволовые клетки и синаптической пластичности формирующихся аксонов.