понедельник, 31 августа 2015 г.

Нестин как селективный маркер мезенхимальных стволовых клеток костного мозга

Мезенхимальные стволовые клетки (МСК, или мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, ММСК) на сегодняшний день достаточно хорошо изучены, однако тому, чтобы охарактеризовать физиологическую функцию этих клеток, препятствует отсутствие уникальных маркеров МСК. Нестин, первоначально обнаруженный в нейроэпителиальных стволовых клетках, является белком промежуточных филаментов, который экспрессируется на ранних стадиях развития. Все большее количество исследований показывают связь между этим белком и МСК. Так, нестин может быть использован для того, чтобы охарактеризовать субпопуляцию костномозговых периваскулярных МСК, которые играют роль в развитии кости и тесно контактируют с гемопоэтическими стволовыми клетками. МСК, экспрессирующие нестин (Nes+), также играют роль в прогрессировании различных заболеваний. Кроме того, было показано, что Nes+ клетки участвуют в ангиогенезе как МСК или эндотелиальные прогениторные клетки в некоторых тканях, а в развивающемся костном мозге являются гетерогенной популяцией, включающей мезенхимальные и эндотелиальные клетки. В данном обзоре авторы обобщили накопленные данные о фунциях Nes+ клеток в костном мозге и обсудили возможности использования нестина в качестве специфического маркера МСК.

В 2010 году Мендес-Феррер и соавт. показали, что костномозговые МСК могут быть идентифицированы с помощью нестина. Они обнаружили, что Nes+ МСК в костном мозге обладают характерной активностью мезенхимальных предшественников (содержат CFU-F) и способностью к самообновлению и дифференцировке в трех направлениях. Nes+ МСК колокализованы с ГСК, способствуя поддержанию и хомингу этих клеток. Так как для нестина характерна внутриклеточная экспрессия, изоляция Nes+ клеток для культивирования или клинического применения является трудновыполнимой. Пино и соавт. предложили комбинацию поверхностных маркеров  для идентификации Nes+ МСК. Они подтвердили, что PDGFR-α, CD51 и нестин коэкспрессируются CD146+ клетками, которые являются субпопуляцией человеческих МСК, а у мышей представляют большой кластер периваскулярных стромальных клеток. Эти клетки в костном мозге представляют МСК, необходимые для увеличения количества гемопоэтических стволовых клеток.

Исследования показали, что существуют различные типы Nes+ МСК. На основе интенсивности флюоресценции и клеточной морфологии Кунисаки и соавт. выделили и охарактеризовали Nes-GFPbright и Nes-GFPdim клетки, которые демонстрировали свойства мезенхимальных предшественников. Хотя количество Nes-GFPbright клеток в костном мозге было значительно меньше, чем Nes-GFPdim, эта субпопуляция содержала больше CFU-F и характеризовалась более выраженной экспрессией генов, связанных с гемопоэтической нишей. С другой стороны, Nes-GFPdim клетки демонстрировали выраженную репликацию ДНК и активное участие в клеточном цикле. Другим фундаментальным различием этих субпопуляций является их физиологическое расположение: Nes-GFPbright клетки расположены вдоль артериол, в то время как Nes-GFPdim клетки связаны с синусоидами.

Важной ролью Nes+ МСК костного мозга является регуляция гомеостаза гемопоэтических стволовых клеток путем формирования и поддержания гемопоэтической ниши костного мозга. Nes+ мезенхимальные стволовые клетки иннервированы симпатическими нервными волокнами и содержат большое количество молекул, важных для ГСК, таких как CXCL12 и SCF. Было показано, что NG2+ Nes-GFPbright перициты, находящиеся в покое и характеризующиеся резистентностью к химиотерапевтическому воздействию, окружают артериолы, способствуя поддержанию ГСК и их удержанию в костном мозге. При этом популяция
Nes-GFPdim клеток, которая в значительной мере перекрывается с популяцией периваскулярных  LepR+ стромальных клеток, участвует в регенерации жировой и костной ткани и легко разрушается после химиотерапии. Кроме того, ряд исследований продемонстрировал различную роль Nes+ МСК в остеогенезе на разных этапах развития организма. Также было показано, что Nes+ клетки могут принимать непосредственное участие в ангиогенезе.

Некоторые исследователи высказвают сомнения по поводу того, что нестин является надежным маркером для характеризации МСК. Так, Вонг и соавт. выявили экспрессию этого маркера у костномозговых МСК в течение остеогенной дифференцировки in vitro, и сделали вывод, что его нельзя рассматривать как селективный маркер мезенхимальных стволовых клеток. Вислет-Гендебин и соавт. показали, что нестин также экспрессируется стволовыми клетками нервного гребня. Поэтому авторы рекомендуют тщательно разделять типы Nes+ клеток с помощью микроскопии. Также лучше охарактеризовать клетки, экспрессирующие нестин, могут помочь исследования с использованием трансгенных животных.

Таким образом, накопленные данные свидетельствуют о том, что нестин может быть важным маркером мезенхимальных стволовых клеток. Nes+ МСК играют важную роль в росте и регенерации тканей, а также в ангиогенезе. Кроме того, данная субпопуляция участвует в формировании гемопоэтической ниши в костном мозге и ее изучение важно для понимания процессов мобилизации и хоминга гемопоэтических стволовых клеток, а также их поддержания и самообновления. 

Литература

Xie L., Zeng X., Hu J., Chen Q. Characterization of Nestin, a Selective Marker for Bone Marrow Derived Mesenchymal Stem Cells. Stem Cells Int. 2015 

Полный текст статьи

Комментариев нет:

Отправить комментарий