среда, 9 сентября 2015 г.

Трехмерное окружение способствует дифференцировке гемопоэтических стволовых клеток в мегакариоциты in vitro

Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) дифференцируются в мегакариоциты (МКЦ), функцией которых является производство тромбоцитов. При этом получение достаточного количества тромбоцитов in vitro затруднено в связи с небольшим выходом МКЦ. Обеспечение оптимальной трехмерной (3D) архитектуры для ГСК может способствовать их дифференцировке в мегакариоциты, имитируя некоторые важные функции костномозговой структуры.

В связи с этим для изучения дифференцировки ГСК в МКЦ, а также для получения тромбоцитов, были использованы скаффолды из пористого гидрогеля. С помощью проточной цитометрии, полимеразной цепной реакции в реальном времени и перфузионных исследований было показано, что использование 3D структуры было совместимо с более длительной пролиферацией CD34+ клеток и с задержкой дифференцировки в МКЦ далеко за пределами ограниченного срока, наблюдаемого в жидкой культуре. Однако также было выявлено увеличение продукции функциональных тромбоцитов в 3D-культуре. 


Дифференцировка гемопоэтических стволовых клеток в мегакариоциты in vitro в 3D-культуре
 Иммунофлюоресцентное окрашивание для выявления CD41 (зеленый) и CD42b (красный) клеток, полученных в 3D (I) и жидкой культуре (II). Ядерное окрашивание, маркер YOYO-1 (белый), в клетках в 3D (III) и жидкой культуре (IV). Изображения получены на 12 день после начала культивирования
с помощью конфокального микроскопа Leica 510, объектив 40X Plan-NeoFluar.
Масштабная линейка 10 μm

Авторы исследования предоставили доказательства того, что эффект трехмерной структуры был связан с 1) сохранением предшественников и прекурсоров МКЦ и 2) увеличением времени экпрессии транскрипционных факторов EKLF и c-myb, которые участвуют в ранней дифференцировке МКЦ. Кроме того, наличие большого количества зрелых мегакариоцитов с увеличенной плоидностью и выраженным удлинением цитоскелета согласуется с экспрессией транскрипционного фактора NF-E2, задействованного в поздней дифференцировке МКЦ. Тромбоциты, полученные в условиях перфузии, были функционально активными, о чем свидетельствует активация интегрина αIIbβ3 в ответ на добавление экзогенных агонистов.

Данное исследование показало, что пространственная организация и биологические сигналы улучшают дифференцировку мегакариоцитов и продукцию тромбоцитов. Таким образом, трехмерное микроокружение является мощным инструментом для выявления физиологических механихмов мегакариоцитопоэза и тромбопоэза в костном мозге, который, вероятно, можно использовать для увеличения количества МКЦ и тромбоцитов в 3D-культуре in vitro.

Литература

Pietrzyk-Nivau A., Poirault-Chassac S., Gandrille S., Derkaoui S.M., Kauskot A., Letourneur D., Le Visage C., Baruch D. Three-Dimensional Environment Sustains Hematopoietic Stem Cell Differentiation into Platelet-Producing Megakaryocytes. PLoS One. 2015 Aug 27;10(8):e0136652.

Полный текст статьи

Комментариев нет:

Отправить комментарий