Изоляция функциональных мезенхимальных стволовых клеток на основе трех поверхностных маркеров

В настоящее время большинство культур человеческих костномозговых мезенхимальных стволовых клеток (мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток) получают на основе способности этих клеток адгезироваться к культуральному пластику. Использование такой методики выделения приводит к тому, что полученные клетки неоднородны, хуже растут и дифференцируются, что ограничивает возможность их изучения. Группа исследователей предложила улучшенную технику изоляции этих клеток и показала, что комбинация из трех поверхностных маркеров (LNGFR, THY-1 и VCAM-1) позволяет изолировать субпопуляцию МСК, наиболее обогащенную клоногенными клетками.

Авторы протестировали более 100 различных поверхностных маркеров МСК и определили комбинацию, которую можно было бы использовать для выделения этих клеток.  Как было показано, мезенхимальные стволовые клетки входили субпопуляцию, экспрессирующую LNGFR и THY-1. Кроме того, эта субпопуляция содержала наименьшее количество гемопоэтических клеток. Это позволило использовать комбинацию этих двух поверхностных маркеров для изоляции МСК. 

В предыдущей работе этой исследовательской группы было показано, что мезенхмальные стволовые клетки, которые подвергли культивированию, при трансплантации не мигрируют в костный мозг, а задерживаются в легочной ткани. Для определения способности LNGFR⁺THY-1⁺ клеток к хомингу in vivo, эту субпопуляцию клеток непосредственно после изоляции и после культивирования вводили внутривенно иммунодефицитным мышам. Мыши, перенесшие трансплантацию культивированных МСК, погибли от легочной эмболии в течение недели, а в их костном мозге не было обнаружено человеческих клеток. В то же время, после введения свежеизолированных LNGFR⁺THY-1⁺ клеток через 3 месяца ученые выделили из костного мозга реципиента клетки, имеющие донорское происхождение, с помощью видоспецифичных антител. Исследователи провели сортировку полученных клеток, изолировали THY-1⁺ клетки и использовали их для тестов in vitro. Как было показано, клетки сохранили свою "стволовость" после трансплантации - они были способны к образованию колоний и к мультилинейной дифференцировке. Эти данные свидетельствуют о том, что свежеизолированные  LNGFR⁺THY-1⁺ клетки при трансплантации могут мигрировать в костный мозг и сохраняют свой пролиферативный и дифференцировочный потенциал в организме реципиента, несмотря на низкую эффективность приживления.

Клональные исследования LNGFR⁺THY-1⁺ клеток показали, что для полученных клонов характерна гетерогенность. Быстро растущие клоны (rapidly expanding clones, RECs) проявляли способность к мультилинейной дифференцировке и к самообновлению, в то время как другие клоны имели тенденцию к клеточному старению (посредством P16INK4A) и в них обнаруживались частые геномные ошибки. Более того, RECs демонстрировали уникальную экспрессию VCAM-1 и более выраженную подвижность по сравнению с другими клонами.

Таким образом, комбинация поверхностных маркеров LNGFR⁺THY-1⁺VCAM-1^hi+(LTV) может быть селективно использована для изоляции обладающих выраженным потенциалом и генетически стабильных мезенхимальных стволовых клеток.

Литература:

Mabuchi Y, Morikawa S, Harada S, Niibe K, Suzuki S, Renault-Mihara F,  Houlihan DD, Akazawa C, Okano H, Matsuzaki Y. LNGFR⁺THY-1⁺VCAM-1^hi+ Cells Reveal Functionally Distinct Subpopulations in Mesenchymal Stem Cells. Stem Cell Reports, Volume 1, Issue 2, 152-165, 11 July 2013

Абстракт

Полный текст статьи