Дифференцировка мезенхимальных клеток пуповинной крови человека в скелетные миоциты

езенхимальные стволовые клетки пуповинной крови могут стать новым альтернативным источником получения мезенхимальных тканей для регенеративной медицины [12]. На сегодняшний день опубликовано уже несколько протоколов выделения мезенхимальных стволовых клеток (МСК) из пуповинной крови (ПК) [1-7,14]. Имеются и сравнительные исследования МСК костного мозга и ПК [13,14]. Основное преимущество последних, видимо будет заключаться в возможности создания банков аллогенных МСК, которые могут служить идеальным источником пластическиго материала в тканевой инженерии мягких тканей. Показано, что МСК ПК, подобно МСК костного мозга, дифференцируются в такие клетки мезенхимального происхождения как остеобласты [1,8-10] , адипоциты [1,10] и хондробласты [1,7].

В недавнем исследовании, опубликованном в Stem Cells, корейские исследователи показали возможность получения скелетных миоцитов из МСК ПК. Ранее было опубликована работа по получению кардиомиоцитов из МСК ПК [11], однако протокол дифференцировки в скелетные миоциты публикуется впервые.

Фибробластоподобные клетки были выделены из пуповинной крови и культивированы в среде накопления с сывороткой. Клетки характероизовали фенотипически методом иммуноцитохимии. Карта маркёров: SH2 (CD105, endoglin), SH3 (CD73), CD13, CD29 (31 integrin), CD44, CD49e (ct5 integrin), CD54 (ICAM-1), CD90 (Thy-1), CD14, CD34, CD45, CD31, CD49d (a4 integrin), CD106 (VCAM-1), HLA-ABC, and HLA-DR).

В последующем, после достижения оптимальной клеточной массы, производили индукцию миогенной дифференцировки. Основными факторами дифференцировки, по мнению исследователей, явились дексаметазон, гидрокортизон и лошадиная сыворотка. Клетки культивировали в течение 6 недель. Контроль миогенеза осуществлялся с использованием моноклональных атискелетномиозиновых антител, фазово-контрастной микроскопии и гистологически.

На первой неделе культивирования иммуноцитохимически определялась экспрессия миогенина и MioD, что свидетельствовало о начальном этапе синтеза миозина. Через 3 недели после культивирования в миогенной среде около 56% фибробластоподобных клеток пуповинной крови экспрессировали миозин. Только к 6 неделе культура клеток в достаточной мере накопила «быстрый» миозин, что характерно для поперечнополосатых миоцитов.

Основной недостаток работы - отсутствие подтвержденных данных по дифференцировке МСК ПК человека в мезенхимальные ткани: костную, хрящевую и жировую. Пока нет изучения функции полученных миоцитов и работы in vivo. В целом, работа ещё на 1 шаг приближает нас к возможности использования стволовых клеток ПК человека не только для лечения гематологических пациентов. В настоящее время ПК отлично банкируется и сохраняется в течение как минимум 20 лет. В перспективе аутологичные и аллогенные МСК ПК могут применяться для лечения пороков развития мезенхимальной ткани или её повреждения (частичной утраты) в результате травмы или болезни.

По материалам

Литература:

1. Lee OK, et al. Isolation of multipotent mesenchymal stem cells from umbilical cord blood. Blood 2004;103; 5: 1669-1675
2. Erices A, et al. Mesenchymal progenitor cells in human umbilical cord blood. Br J Haematol 2000; 109; 1: 235-242
3. Romanov YA, et al. Searching for alternative sources of postnatal human mesenchymal stem cells: candidate MSC-like cells from umbilical cord. Stem Cells 2003; 21; 1: 105-110
4. Cheng FJ, et al. The growth characteristics of mesenchymal stem/progenitor cells in human umbilical cord blood. Zhongguo Shi Yan Xue Ye Xue Za Zhi 2003; 11; 6: 565-568
5. Bieback K, et al. Critical parametres for the isolation of mesenchymal stem cells from umbilical cord blood. Stem Cells 2004; 22: 625-634
6. Erices AA, et al. Human cord blood-derived mesenchymal stem cells home and survive in the marrow of immunodeficient mice after systemic infusion. Cell Transplant 2003; 12; 6: 555-561
7. Wang JF, et al. Mesenchymal stem/progenitor cells in human umbilical cord blood as support for ex vivo expansion of CD34(+) hematopoietic stem cells and for chondrogenic differentiation. Haematologica 2004; 89;7: 837-844
8. Rosada C, et al. The human umbilical cord blood: a potential source for osteoblast progenitor cells. Calcif Tissue Int 2003; 72; 2: 135-142
9. Jager M, et al. Influence of different culture solutions on osteoblastic differentiation in cord blood and bone marrow derived progenitor cells. Biomed Tech (Berl). 2003; 48; 9: 241-244
10. Goodwin HS, et al. Multilineage differentiation activity by cells isolated from umbilical cord blood: expression of bone, fat, and neural markers. Biol Blood Marrow Transplant 2001; 7; 11: 581-588
11. Cheng F, et al. Induced differentiation of human cord blood mesenchymal stem/progenitor cells into cardiomyocyte-like cells in vitro. J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci 2003; 23; 2: 154-157
12. Perry TE, Roth SJ. Cardiovascular tissue engineering: constructing living tissue cardiac valves and blood vessels using bone marrow, umbilical cord blood, and peripheral blood cells. J Cardiovasc Nurs 2003; 18; 1: 30-37
13. Wexler SA, et al. Adult bone marrow is a rich source of human mesenchymal 'stem' cells but umbilical cord and mobilized adult blood are not. Br J Haematol 2003; 121; 2: 368-374
14. Mareschi K, et al. Isolation of human mesenchymal stem cells: bone marrow versus umbilical cord blood. Haematologica 2001; 86; 10: 1099-1100