НОВОСТИ КЛЕТОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ

6
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ÍÎÂÎÑÒÈ ÊËÅÒÎ×ÍÛÕ ÒÅÕÍÎËÎÃÈÉ
ÊËÅÒÎ×ÍÀß ÁÈÎËÎÃÈß
Òðàíñïëàíòàöèÿ íåéðîíîâ, ïîëó÷åííûõ
èç ðåïðîãðàììèðîâàííûõ ôèáðîáëàñòîâ
 ñâÿçè ñ òåì, ÷òî ñòàöèîíàðíûå êëåòî÷íûå ïîïóëÿöèè
(íåéðîíû, êàðäèîìèîöèòû) íå èìåþò êàìáèàëüíûõ ðåçåðâîâ
äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ïðîöåññîâ ðåïàðàòèâíîé ðåãåíåðàöèè,
èññëåäóåòñÿ âîçìîæíîñòü ëå÷åíèÿ ïàöèåíòîâ ñ ïàòîëîãèåé
ÖÍÑ èëè ìèîêàðäà ïîñðåäñòâîì êëåòî÷íîé òåðàïèè [1-4]. Ïðè
ýòîì îñíîâíàÿ ïðîáëåìà çàêëþ÷àåòñÿ â ïîëó÷åíèè èììóíîñîâìåñòèìûõ êëåòîê, ñïîñîáíûõ ê äèôôåðåíöèðîâêå â ñîîòâåòñòâóþùèõ íàïðàâëåíèÿõ. Ïåðñïåêòèâíûì ðåøåíèåì ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå ðåïðîãðàììèðîâàííûõ àóòîãåííûõ
êëåòîê, ñõîäíûõ ñ ýìáðèîíàëüíûìè ñòâîëîâûìè êëåòêàìè
(ÝÑÊ) [5, 6].
 îáùåì âèäå îäíîé èç ìåòîäèê ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ òðàíñäóêöèÿ âèðóñíûõ òðàíñêðèïöèîííûõ ôàêòîðîâ â
ãåíîì êëåòêè-ðåöèïèåíòà, àêòèâàöèÿ èõ è ïîñëåäóþùàÿ ñåëåêöèÿ êëåòîê, ýêñïðåññèðóþùèõ îñíîâíûå ãåíû ÝÑÊ, îòâåòñòâåííûå çà ñàìîîáíîâëåíèå è ïëþðèïîòåíòíîñòü – Nanog è
Oct4. Â ìåòîäèêå äëÿ èíäóêöèè ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ îäíèìè
èç ïåðâûõ áûëè ïðåäëîæåíû è èñïîëüçóþòñÿ ìíîãèìè èññëåäîâàòåëÿìè ÷åòûðå ôàêòîðà: Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4 [5, 7].
Îäíàêî íåêîòîðûå àâòîðû ïðèìåíÿþò ðåòðîâèðóñíûå âåêòîðû ñ èíûì íàáîðîì ãåíîâ, â ÷àñòíîñòè, çàìåíÿÿ îïàñíûé â
îíêîãåííîì îòíîøåíèè c-Myc [8] íà Nanog [9].
Âî ìíîãèõ ðàáîòàõ, êàñàþùèõñÿ ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ,
àâòîðû â êà÷åñòâå îáîñíîâàíèÿ ñõîäñòâà ÝÑÊ è ïîëó÷åííûõ
èíäóöèðîâàííûõ ïëþðèïîòåíòíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê (induced
pluripotent stem cells, iPS cells) ïðèìåíÿþò ìåòîäèêè, ïîçâîëÿþùèå äèôôåðåíöèðîâàòüñÿ êëåòêàì èññëåäóåìîé êóëüòóðû â
êàðäèîìèîöèòû è íåéðîíû [6, 9]. Ëîãè÷åñêèì ïðîäîëæåíèåì
ýòîãî ýòàïà èññëåäîâàíèÿ ÿâëÿëîñü áû ïðèìåíåíèå ìåòîäèê èíäóêöèè äèôôåðåíöèðîâêè êëåòîê ïî äàííûì íàïðàâëåíèÿì â èíòåðåñàõ ëå÷åíèÿ æèâîòíûõ ñ ìîäåëèðîâàííûìè
çàáîëåâàíèÿìè ñåðäöà èëè ÖÍÑ.
Óêàçàííîå íàïðàâëåíèå íàøëî îòðàæåíèå â ìàòåðèàëàõ èññëåäîâàíèÿ M. Wernig ñ ñîàâò., îïóáëèêîâàííûìè â
æóðíàëå PNAS â 2008 ãîäó. Ïåðâûé ýòàï èññëåäîâàíèÿ
çàêëþ÷àëñÿ â ðåïðîãðàììèðîâàíèè ìûøèíûõ ýìáðèîíàëüíûõ ôèáðîáëàñòîâ ïîñðåäñòâîì ðåàêòèâàöèè òðàíñäóöèðîâàííûõ ðåòðîâèðóñíûõ âåêòîðîâ, ñîäåðæàùèõ Oct4,
Sox2, c-Myc, Klf4. Êóëüòóðà iPS êëåòîê õàðàêòåðèçîâàëàñü
ñïîñîáíîñòüþ ôîðìèðîâàòü øàðîâèäíûå ýìáðèîèäíûå
òåëà, à ïðè êóëüòèâèðîâàíèè â ñðåäå áåç ñûâîðîòêè ñ äîáàâëåíèåì FGF2 êëåòêè ïî ìîðôîëîãèè ñîîòâåòñòâîâàëè
ïðåäøåñòâåííèêàì íåéðîíîâ è ýêñïðåññèðîâàëè òðàíñêðèïöèîííûå ôàêòîðû, õàðàêòåðíûå äëÿ íåéðàëüíûõ ñòâîëîâûõ
êëåòîê – íåñòèí, Sox2 è Brn2. ×åðåç íåäåëþ êóëüòèâèðîâàíèÿ
áåç FGF2, â êóëüòóðå îïðåäåëÿëèñü βIII-òóáóëèí-ïîçèòèâíûå
íåéðîíû, GFAP-ïîëîæèòåëüíûå àñòðîöèòû è O4-ïîçèòèâíûå
îëèãîäåíäðîöèòû. Ñ òå÷åíèåì âðåìåíè èíêóáèðîâàíèÿ â êóëüòóðå îïðåäåëÿëàñü âñå áîëåå âûðàæåííàÿ èììóíîãèñòîõèÊëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
ìè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ íà òèðîçèíãèäðîêñèëàçó (tyrosine
hydroxylase, TH), ó÷àñòâóþùóþ â áèîñèíòåçå êàòåõîëàìèíîâ,
è âåçèêóëÿðíûé òðàíñïîðòåð ìîíîàìèíîâ (vesicular
monoamine transporter 2, VMAT2), îòâåòñòâåííûé çà èõ ïåðåìåùåíèå â ñèíàïòè÷åñêèå ïóçûðüêè.
Èññëåäîâàòåëè òðàíñôåöèðîâàëè êëåòêè-ïðåäøåñòâåííèöû íåéðîíîâ ëåíòèâèðóñíûìè âåêòîðàìè ñ GFP (green
fluorescent protein), ÷òîáû îöåíèòü ìèãðàöèþ êëåòîê â ÖÍÑ
ïîñëå âíóòðèóòðîáíîãî ââåäåíèè êóëüòóðû â áîêîâûå æåëóäî÷êè ãîëîâíîãî ìîçãà 13-14-äíåâíûõ ìûøèíûõ ýìáðèîíîâ. Ñïóñòÿ 1-9 íåä. ìå÷åíûå êëåòêè áûëè îáíàðóæåíû â
âèäå èíòðàâåíòðèêóëÿðíûõ êëàñòåðîâ, à òàêæå ñóáýïåíäèìàëüíî. Íàèáîëüøåå êîëè÷åñòâî GFP-ïîçèòèâíûõ êëåòîê
îïðåäåëÿëîñü â ïðîçðà÷íîé ïåðåãîðîäêå, ïîëîñàòîì òåëå,
ãèïîòàëàìóñå è ñðåäíåì ìîçãå, ìåíüøåå – â îáîíÿòåëüíûõ
ëóêîâèöàõ, êîðå è òàëàìóñå. Èññëåäóåìàÿ ïîïóëÿöèÿ ýêñïðåññèðîâàëà, êàê è â îïûòå in vitro, îñíîâíûå ìàðêåðû íåéðîíîâ (βIII-òóáóëèí, NeuN) è ãëèàëüíûõ êëåòîê (GFAP). Ïðèâèòûå
ïðåäøåñòâåííèöû íåðâíûõ êëåòîê äàâàëè íà÷àëî ðàçëè÷íûì
ïîäòèïàì íåéðîíîâ: ãëóòàìàòýðãè÷åñêèì, ÒÍ-ïîëîæèòåëüíûì êàòåõîëàìèíýðãè÷åñêèì.
Èììóíîôëþîðåñöåíòíûé àíàëèç ìå÷åíûõ êëåòîê âûÿâèë
èõ òèïè÷íîå íåéðîíàëüíîå ñòðîåíèå, à ïîñðåäñòâîì êîíôîêàëüíîé ìèêðîñêîïèè àâòîðû ïîêàçàëè íàëè÷èå ìíîãî÷èñëåííûõ äåíäðèòíûõ øèïèêîâ íà íåéðîëåììå èññëåäóåìûõ
êëåòîê, à òàêæå íåïîñðåäñòâåííûé êîíòàêò ñ íèìè ñèíàïòîôèçèí-ïîçèòèâíûõ GFP-îòðèöàòåëüíûõ êëåòîê ðåöèïèåíòà.
Ýëåêòðîôèçèîëîãè÷åñêîå èññëåäîâàíèå ñóáâèòàëüíûõ ñðåçîâ
ìîçãà, ïîëó÷åííûõ îò æèâîòíûõ, ïåðåíåñøèõ òðàíñïëàíòàöèþ,
âûÿâèëî ïðîâåäåíèå ïîòåíöèàëîâ äåéñòâèÿ ìåæäó íàòèâíûìè è òðàíñïëàíòèðîâàííûìè íåéðîíàìè. Ïîòåíöèàë ïîêîÿ
äåðèâàòîâ ââåäåííûõ êëåòîê íàõîäèëñÿ â èíòåðâàëå îò -55 ìÂ
äî -63 ìÂ, à ïîòåíöèàë äåéñòâèÿ äîñòèãàë 70-82 ìÂ, ÷òî íåñêîëüêî âûøå íîðìàëüíûõ çíà÷åíèé. Ïîëó÷åííûå äàííûå
ñâèäåòåëüñòâóþò î ìîðôî-ôóíêöèîíàëüíîé èíòåãðàöèè
òðàíñïëàíòèðîâàííûõ êëåòîê è íåéðîíîâ ðåöèïèåíòà.
Èññëåäîâàòåëè ýêñòðàïîëèðîâàëè óñïåøíûå ðåçóëüòàòû íà÷àëüíîãî ýòàïà ðàáîòû â äîêëèíè÷åñêîå èññëåäîâàíèå
íà ìûøàõ ñ äåãåíåðàòèâíî-äèñòðîôè÷åñêèì çàáîëåâàíèåì
ÖÍÑ – áîëåçíüþ Ïàðêèíñîíà. Ñ öåëüþ óñòðàíåíèÿ ïàòîëîãèè âçðîñëûì æèâîòíûì ñ óêàçàííûì çàáîëåâàíèåì, ñìîäåëèðîâàííûì ââåäåíèåì 6-ãèäðîêñèäîôàìèíà â ïîëîñàòîå
òåëî, òðàíñïëàíòèðîâàëè êóëüòóðó äèôôåðåíöèðîâàííûõ
íåðâíûõ êëåòîê ÷èñëåííîñòüþ 1-3×105 â ñðåäíåãî ìîçãà.
Ïîñëå 4 íåä. ýêñïåðèìåíòà áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ÒÍ-ïîçèòèâíûå êëåòêè â ãðóïïå îïûòà âûÿâëÿþòñÿ âî âñåì îáúåìå ñðåäíåãî ìîçãà, à â êîíòðîëå – æèâîòíûå ñ áîëåçíüþ Ïàðêèíñîíà
áåç òðàíñïëàíòàöèîííûõ ìåðîïðèÿòèé – ïîëîæèòåëüíàÿ ðåàêöèÿ íà ÒÍ íàáëþäàëàñü ëèøü â ÷àñòè ÷åðíîé ñóáñòàíöèè è
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
7
â äîðñàëüíîì îòäåëå ïîëîñàòîãî òåëà. Êðîìå òîãî, ââåäåííûå íåéðîíû ýêñïðåññèðîâàëè òàêæå En1, VMAT2 è òðàíñïîðòåð äîôàìèíà.
Ïðè ñòèìóëÿöèè àìôåòàìèíîì äâèæåíèÿ ìûøåé êîíòðîëüíîé ãðóïïû õàðàêòåðèçîâàëèñü âðàùåíèåì è óêëîíîì â
ñòîðîíó, ñîîòâåòñòâóþùóþ ñòîðîíå ñðåäíåãî ìîçãà, â êîòîðîé
áûëà íàðóøåíà ôóíêöèÿ äîôàìèíîâûõ íåéðîíîâ ïîñðåäñòâîì èíúåêöèè 6-ãèäðîêñèäîôàìèíà. Ó áîëüøèíñòâà æèâîòíûõ, ïåðåíåñøèõ òðàíñïëàíòàöèþ iPS-ïîëó÷åííûõ íåéðîíîâ,
íàáëþäàëîñü âîññòàíîâëåíèå íîðìàëüíîãî õàðàêòåðà äâèæåíèé.
Èññëåäîâàòåëè ïîêàçàëè ýêñïðåññèþ Ki-67 – ìàðêåðà
ïðîëèôåðàöèè – â îáëàñòè ââåäåíèÿ êëåòîê, ñâÿçûâàÿ ýòîò
ôàêò ñ ïðîëèôåðàöèîííîé àêòèâíîñòüþ òðàíñïëàíòèðîâàííîé êóëüòóðû, à òàêæå âûÿâèëè «òåðàòîìû», èñòî÷íèêîì
êîòîðûõ, ïî ìíåíèþ àâòîðîâ, ÿâëÿëèñü íåìíîãî÷èñëåííûå
íåäèôôåðåíöèðîâàííûå SSEA1-ïîëîæèòåëüíûå êëåòêè,
ñîäåðæàùèåñÿ â êóëüòóðå òðàíñïëàíòèðóåìûõ íåéðîíîâ.
Íàèáîëåå âåðîÿòíî, ÷òî ïðèñóòñòâèå íåäèôôåðåíöèðîâàííûõ êëåòîê áûëî ñâÿçàíî ñ íåäîñòàòî÷íîé èíäóêöèåé äèôôåðåíöèðîâêè ÷àñòè iPS êëåòîê ïî ëèíèè íåéðîíîâ. Ñ öåëüþ
ïðåäóïðåæäåíèÿ ôîðìèðîâàíèÿ îïóõîëåé, èññëåäîâàòåëè â
ïîñëåäóþùåì ïðîâîäèëè ñåëåêöèþ SSEA1-ïîçèòèâíûõ ýëåìåíòîâ èç âûñîêîñïåöèàëèçèðîâàííîé êóëüòóðû ñ ïîìîùüþ
ôëóîðåñöåíòíî-àêòèâèðîâàííîãî êëåòî÷íîãî ñîðòèíãà, ÷òî
ïðåäîòâðàùàëî îáðàçîâàíèå «òåðàòîì».
Òàêèì îáðàçîì, èññëåäîâàòåëè ïðîäåìîíñòðèðîâàëè
âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ âûñîêîñïåöèàëèçèðîâàííûõ
àóòîãåííûõ êëåòîê, ïîëó÷åííûõ ñ èñïîëüçîâàíèåì ÿâëåíèÿ
ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ, â öåëÿõ óñòðàíåíèÿ äåãåíåðàòèâíîäèñòðîôè÷åñêîé ïàòîëîãèè ÖÍÑ.  öåëîì, ýòîò ïîäõîä ÿâëÿåòñÿ ïåðñïåêòèâíûì ïóòåì ðåøåíèÿ ïðîáëåìû ïîèñêà
êëåòî÷íîãî ìàòåðèàëà, ïðåäíàçíà÷åííîãî äëÿ òðàíñïëàíòàöèè, ïðè óñëîâèè âîñïðîèçâîäèìîñòè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
ðåçóëüòàòîâ.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Freed C.R., Greene P.E., Breeze R.E. et al. Transplantation of embryonic
dopamine neurons for severe Parkinson’s disease. N. Engl. J. Med. 2001; 344:
710–19.
2. Lim J., Byeon Y., Ryu H. Transplantation of canine umbilical cord bloodderived mesenchymal stem cells in experimentally induced spinal cord injured dogs.
J. Vet. Sci. 2007; 8(3): 275–82.
3. Jawad H., Ali N.N., Lyon A.R. et al. Myocardial tissue engineering: a review.
J. Tissue Eng. Regen. Med. 2007; 1(5): 327-42.
4. Wernig M., Zhao J., Pruszak J. Neurons derived from reprogrammed
fibroblasts functionally integrate into the fetal brain and improve symptoms of
rats with Parkinson’s disease. PNAS 2008; 105(15): 5856–61.
5. Wernig M., Meissner A., Foreman R. et. al. In vitro reprogramming of
fibroblasts into a pluripotent ES-cell-like state. Nature 2007; 448(7151): 260-2.
6. Takahashi K., Yamanaka S., Tanabe K. et al. Induction of Pluripotent Stem
Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors. Cell 2007; 131(5): 861-72.
7. Takahashi K., Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from
mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 2006;
126: 663–76.
8. Okita K., Ichisaka T., Yamanaka S. Generation of germline-competent
induced pluripotent stem cells. Nature 2007; 448(7151): 313–7.
9. Yu J., Vodyanik M.A., Thomson J.A. Induced pluripotent stem cell lines
derived from human somatic cells. Science 2007; 318(5858): 1917-20.
10. Hanna J., Wernig M., Markoulaki S. et al. Treatment of sickle cell anemia
mouse model with iPS cells generated from autologous skin. Science 2007; 318:
1920-23.
Ïîäãîòîâèë È.ß. Áîçî
Ïî ìàòåðèàëàì Wernig M., Zhao J., Pruszak J. Neurons derived from reprogrammed fibroblasts functionally
integrate into the fetal brain and improve symptoms of rats with Parkinson’s disease. PNAS 2008; 105(15): 5856–61
Îáíîâëåíèå êëåòî÷íîãî ñîñòàâà êîñòíîãî ìîçãà
Trp53–/–/p16Ink4a–/–/p19Arf–/– ãåìîïîýòè÷åñêèìè
êëåòêàìè-ïðåäøåñòâåííèöàìè
Ãåìîïîýòè÷åñêèå ñòâîëîâûå êëåòêè (ÃÑÊ) – ðåçèäåíòû
êîñòíîãî ìîçãà, äàþùèå íà÷àëî ãåìîïîýòè÷åñêèì ìóëüòèïîòåíòíûì êëåòêàì-ïðåäøåñòâåííèöàì [1].  îòëè÷èå îò ÃÑÊ,
ìóëüòèïîòåíòíûå êëåòêè-ïðåäøåñòâåííèöû íå îáëàäàþò
ñïîñîáíîñòüþ ê äëèòåëüíîìó ñàìîîáíîâëåíèþ ïîïóëÿöèè, è
ïîñëå îïðåäåëåííîãî ÷èñëà äåëåíèé èõ ïðîëèôåðàöèÿ ïðåêðàùàåòñÿ [2]. Ìîëåêóëÿðíûå ìåõàíèçìû, îòâå÷àþùèå çà
ýòîò ïðîöåññ, ÿñíû íå äî êîíöà [3], îäíàêî èçâåñòíà ñèñòåìà
èç ÷åòûðåõ ãåíîâ, êîòîðàÿ ðåãóëèðóåò ñàìîîáíîâëåíèå ÃÑÊ è
îãðàíè÷èâàåò ïðîëèôåðàöèþ èõ ïðîèçâîäíûõ. Ýòî, ïðåæäå
âñåãî, ãåí Bmi-1 [4, 5], íåîáõîäèìûé äëÿ ñàìîîáíîâëåíèÿ
ïîïóëÿöèè ÃÑÊ. Bmi-1 ÿâëÿåòñÿ íåãàòèâíûì ðåãóëÿòîðîì äâóõ
ãåíîâ-ðåïðåññîðîâ ñàìîîáíîâëåíèÿ – Trp53 è Cdkn2a, ïîñëåäíèé èç êîòîðûõ èìååò äâå àëüòåðíàòèâíûå ðàìêè ñ÷èòûâàíèÿ: p16Ink4a, p19Arf è, ñîîòâåòñòâåííî, äâà áåëêîâûõ ïðîäóêòà ñî ñõîäíûìè ôóíêöèÿìè [6]. Ýòè ãåíû ôóíêöèîíèðóþò
íå òîëüêî â ÃÑÊ è êëåòêàõ ãåìîïîýòè÷åñêîãî ðÿäà. Íàïðèìåð,
äëÿ íåéðîíàëüíûõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö ñ äåôèöèòîì ýêñïðåññèè Bmi-1 áûëî ïîêàçàíî, ÷òî èõ àêòèâíàÿ ïðîëèôåðàöèÿ
è ñàìîîáíîâëåíèå ÷àñòè÷íî âîññòàíàâëèâàþòñÿ ïðè èñêóññòâåííîé ñóïðåññèè p16Ink4a–/– è p19Arf–/– [7].
Èññëåäîâàòåëè èç ãðóïïû O.O. Akala è ñîàâò. ïðåäïîëîæèëè, ÷òî ðàçíûå íàðóøåíèÿ ýêñïðåññèè óêàçàííûõ ãåíîâ
ìîãóò áûòü ïðè÷èíîé âîçíèêíîâåíèÿ îíêîëîãè÷åñêèõ çàáîëåâàíèé, ïðè êîòîðûõ íàáëþäàåòñÿ íåîãðàíè÷åííàÿ ïðîëèôåðàöèÿ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö ãåìîïîýòè÷åñêîãî ðÿäà è
èõ ïîòîìêîâ. Äëÿ ïðîâåðêè ýòîãî ïðåäïîëîæåíèÿ áûëè ïðîàíàëèçèðîâàíû ýôôåêòû îäíîâðåìåííîé äåëåöèè ëîêóñîâ
Trp53, p16Ink4a è p19Arf, à òàêæå äåëåöèé êàæäîãî èç ëîêóñîâ ïî îòäåëüíîñòè íà ñïîñîáíîñòü ÃÑÊ è ìóëüòèïîòåíòíûõ
ãåìîïîýòè÷åñêèõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö ê îáíîâëåíèþ
êîñòíîãî ìîçãà ðåöèïèåíòîâ, ïîäâåðãøèõñÿ ðàäèîàêòèâíîìó èçëó÷åíèþ â ëåòàëüíûõ äîçàõ.
 êëåòî÷íîì ñîñòàâå êîñòíîãî ìîçãà, ïåðèôåðè÷åñêîé
êðîâè, ïå÷åíè è ñåëåçåíêè âñåõ ìóòàíòîâ íå áûëî âûÿâëåíî
êàêèõ-ëèáî îòëè÷èé â ñðàâíåíèè ñ èíòàêòíûìè æèâîòíûìè.
Òî åñòü äåëåöèè Trp53, p16Ink4a è p19Arf íå âëèÿþò íà
äèôôåðåíöèðîâêó ÃÑÊ è íå ïîäàâëÿþò íè îäèí èç ðîñòêîâ
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
8
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ãåìîïîýçà. Îäíàêî ïðè òðàíñïëàíòàöèè êîñòíîãî ìîçãà ìóòàíòíûõ æèâîòíûõ ìûøàì-ðåöèïèåíòàì, ïîäâåðãøèìñÿ ëåòàëüíîé äîçå ðàäèîàêòèâíîãî èçëó÷åíèÿ, áûëè ïîëó÷åíû
âåñüìà ëþáîïûòíûå ðåçóëüòàòû. Â ñðàâíåíèè ñ êîñòíûì ìîçãîì ìûøåé äèêîãî òèïà, òðàíñïëàíòàöèÿ êîòîðîãî ñëóæèëà â
êà÷åñòâå êîíòðîëÿ, âîññòàíîâëåíèå ãåìîïîýçà â ñëó÷àå
òðàíñïëàíòàöèè êîñòíîãî ìîçãà Trp53–/–/p16Ink4a–/–/
p19Arf–/– æèâîòíûõ ïðîèñõîäèëî ïî êðàéíåé ìåðå â 10 ðàç
áûñòðåå. Â òî æå âðåìÿ âîññòàíîâëåíèå ãåìîïîýçà ïðè
òðàíñïëàíòàöèè êîñòíîãî ìîçãà îò æèâîòíûõ, ìóòàíòíûõ ïî
îäíîìó èëè äâóì èç ýòèõ ëîêóñîâ èìåëà âåñüìà íåçíà÷èòåëüíûå îòëè÷èÿ îò êîíòðîëÿ, íî òàêæå áûëà íåñêîëüêî âûøå.
Èññëåäîâàòåëè çàäàëèñü âîïðîñîì, êàêèå èìåííî êëåòêè
êîñòíîãî ìîçãà îòâå÷àþò çà îáíîâëåíèå ïóëà êðîâåòâîðíûõ
êëåòîê. Ïîñêîëüêó â êîñòíîì ìîçãå ìóòàíòíûõ (Trp53–/–/
p16Ink4a–/–/p19Arf–/–) æèâîòíûõ íå áûëî îòìå÷åíî ðåçêîãî
óâåëè÷åíèÿ ÷èñëà ÃÑÊ, O.O. Akala è ñîàâò. ïðåäïîëîæèëè, ÷òî
íåêàÿ ïîïóëÿöèÿ áîëåå äèôôåðåíöèðîâàííûõ êëåòîê ïðèîáðåòàåò ñâîéñòâà ñòâîëîâûõ. ×òîáû ïðîâåðèòü ýòî,
ëåòàëüíî îáëó÷åííûì ðåöèïèåíòàì áûëè ïðîâåäåíû îòäåëüíûå òðàíñïëàíòàöèè ëèáî ÃÑÊ (êëåòêè ñ ôåíîòèïîì
CD150+/Sca-1+/c-kit+/CD48–/Lin–), ëèáî ìóëüòèïîòåíòíûõ
ãåìîïîýòè÷åñêèõ ïðåäøåñòâåííèêîâ (êëåòêè ñ ôåíîòèïîì
CD150–/Sca-1+/c-kit+/CD48–/Lin–) îò ìóòàíòíûõ ïî âñåì
òðåì ãåíàì æèâîòíûõ. Èíäèêàòîðîì äîëãîâðåìåííîãî âîññòàíîâëåíèÿ êîñòíîãî ìîçãà ñëóæèëè ïîêàçàòåëè êîëè÷åñòâ
ëèìôîöèòîâ, ãðàíóëîöèòîâ è ìîíîöèòîâ [1]. Êàê ÃÑÊ, òàê è
Trp53–/–/p16Ink4a–/–/p19Arf–/– ìóëüòèïîòåíòíûå ãåìîïîýòè÷åñêèå êëåòêè-ïðåäøåñòâåííèöû îáåñïå÷èâàëè äëèòåëüíîå ôóíêöèîíèðîâàíèå êîñòíîãî ìîçãà îáëó÷åííûõ ðåöèïèåíòîâ, ñîõðàíÿÿñü â èõ îðãàíèçìå äî 12 ìåñ.  ñëó÷àå
òðàíñïëàíòàöèè ÃÑÊ è ìóëüòèïîòåíòíûõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö äèêîãî òèïà äëèòåëüíîå âîññòàíîâëåíèå ôóíêöèé
êîñòíîãî ìîçãà îñóùåñòâëÿëàñü òîëüêî ÃÑÊ.
×òîáû îïðåäåëèòü ïðè÷èíó, ïî êîòîðîé ïðîèñõîäèëî óâåëè÷åíèå âðåìåíè æèçíè ãåìîïîýòè÷åñêèõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö â ñëó÷àå äåëåöèè ïî òðåì ëîêóñàì, áûëî ïðîâåäåíî
òðè ñåðèè ýêñïåðèìåíòîâ in vitro, â êîòîðûõ áûëè îïðåäåëåíû
Äåïëåöèÿ Ink4a/Arf è Trp53 ñíèìàåò îãðàíè÷åíèÿ, ëèìèòèðóþùèå ñàìîîáíîâëåíèå ó ìóëüòèïîòåíòíûõ ãåìîïîýòè÷åñêèõ
êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö (ÌÃÊÏ), íî íå ó ìèåëîèäíûõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö (ÌÊÏ). Bmi1 ýïèãåíåòè÷åñêè ðåïðåññèðóåò Ink4a/Arf
è Trp53, ÷òî íåîáõîäèìî äëÿ ñàìîîáíîâëåíèÿ ÃÑÊ. Íåäîñòàòî÷íàÿ àêòèâíîñòü Bmi1 ó ÌÃÊÏ è ÌÊÏ ëèìèòèðóåò ñàìîîáíîâëåíèå
äàííûõ ïîïóëÿöèé êëåòîê. Ó êëåòîê ñ òðîéíîé ìóòàöèåé äåïëåöèÿ ëîêóñîâ Ink4a/Arf è Trp53 ñíèìàåò îãðàíè÷åíèÿ
íà ñàìîîáíîâëåíèå ó ÌÃÊÏ, íî íå ó ÌÏÊ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î íàëè÷èè äîïîëíèòåëüíûõ ìåõàíèçìîâ, îãðàíè÷èâàþùèõ
ñàìîîáíîâëåíèå ÌÏÊ
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
óðîâíè ïðîëèôåðàöèè è êëîíîãåííûé ïîòåíöèàë ìóòàíòíûõ
ìóëüòèïîòåíòíûõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö â ñðàâíåíèè ñ
ÃÑÊ. Óðîâåíü ïðîëèôåðàöèè ìóòàíòíûõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö è ÃÑÊ íåñóùåñòâåííî îòëè÷àëñÿ îò óðîâíåé ïðîëèôåðàöèè êëåòîê äèêîãî òèïà, â òî âðåìÿ êàê â ñëó÷àå òðîéíîé
ìóòàöèè çàìåòíî ñíèæàëîñü ÷èñëî àïîïòîòè÷åñêèõ êëåòîê,
÷òî áûëî ïîêàçàíî îêðàøèâàíèåì àííåêñèíîì-V. Ñïîñîáíîñòü æå ôîðìèðîâàòü ãåìîïîýòè÷åñêèå êîëîíèè ó ìóòàíòíûõ êëåòîê áûëà ñóùåñòâåííî ïîâûøåíà â ñðàâíåíèè ñ
êëåòêàìè äèêîãî òèïà. Áûëî äîïîëíèòåëüíî ïîêàçàíî, ÷òî ìóòàíòíûå Sca-1+/c-kit+/CD150–/CD48–/Lin– êëåòêè ñïîñîáíû îòâå÷àòü íà ñòèìóëÿöèþ Flt-3-ëèãàíäîì. Ýòî äîêàçûâàåò, ÷òî â ñâÿçè ñ ìóòàöèåé îíè íå ïðèîáðåòàþò ñâîéñòâ
ÃÑÊ, êîòîðûå íå ñïîñîáíû ðåàãèðîâàòü íà Flt-3-ëèãàíä.
Ìóòàöèÿ Trp53–/–/p16Ink4a–/–/p19Arf–/– íå ïðèâîäèò
ê ïðèîáðåòåíèþ äðóãèìè, áîëåå äèôôåðåíöèðîâàííûìè
êëåòêàìè ñïîñîáíîñòè ê äëèòåëüíîìó âîññòàíîâëåíèþ êîñòíîãî ìîçãà. Àâòîðû ïîêàçàëè ýòî, òðàíñïëàíòèðóÿ îáëó÷åííûì ðåöèïèåíòàì ìóòàíòíûå êëåòêè-ïðåäøåñòâåííèöû ìèåëîèäíîãî ëèáî ãðàíóëîöèòàðíî-ìàêðîôàãàëüíîãî ðÿäà.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Morrison S.J., Weissman I.L. The long-term repopulating subset of
hematopoietic stem cells is deterministic and isolatable by phenotype. Immunity
1994; 1: 661-73.
2. Clarke M.F., Fuller M. Stem cells and cancer: two faces of eve. Cell 2006;
124: 1111-5.
3. Morrison S.J. A genetic determinant that specifically regulates the
frequency of hematopoietic stem cells. J. Immunol. 2002; 168: 635-42.
4. Park I., Qian D., Kiel M. et al. Bmi-1 is required for maintenance of adult
self-renewing haematopoietic stem cells. Nature 2003; 423: 302-5.
5. Jacobs J.J., Kieboom K., Marino S. et. al. The oncogene and Polycombgroup gene bmi-1 regulates cell proliferation and senescence through the ink4a
locus. Nature 1999; 397: 164-8.
6. Molofsky A., Pardal R., Iwashita T. et al. Bmi-1 dependence distinguishes neural
stem cell selfrenewal from progenitor proliferation. Nature 2003; 425: 962-7.
7. Molofsky A.V., He S., Bydon M. et. al. Bmi-1 promotes neural stem cell
9
Âîçìîæíî, èåðàðõè÷åñêàÿ ñèñòåìà êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö ðàçíûõ óðîâíåé äèôôåðåíöèðîâêè âîçíèêëà â
ýâîëþöèè êàê çàùèòà îò íàêîïëåíèÿ ïðîëèôåðèðóþùèìè
ïîïóëÿöèÿìè êëåòîê îíêîãåííûõ ìóòàöèé. Äåéñòâèòåëüíî,
óòðàòà ãåíîâ, îòâå÷àþùèõ çà ïîäàâëåíèå ñàìîîáíîâëåíèÿ
ïîïóëÿöèè ÃÑÊ, ïðèâîäèëà ê âîññòàíîâëåíèþ ýòîãî ñâîéñòâà
ó èõ ïîòîìñòâà. Îäíàêî áîëåå äèôôåðåíöèðîâàííûå êëåòêè
ñ òàêîé æå ìóòàöèåé âñå ðàâíî èìåëè îãðàíè÷åííûé ñðîê
æèçíè, íå ïðèîáðåòàÿ îíêîãåííîãî ïîòåíöèàëà. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ñóùåñòâóþò äðóãèå ãåíåòè÷åñêèå ïóòè
îçëîêà÷åñòâëåíèÿ êàê ãåìîïîýòè÷åñêèõ, òàê è ïðî÷èõ êàìáèàëüíûõ êëåòîê òêàíåé îðãàíèçìà. Ðåçóëüòàòû ýòîé ðàáîòû âåñüìà èíòåðåñíû è îáúÿñíÿþò, ïî êàêîé ïðè÷èíå ïðè
ðàçâèòèè íåêîòîðûõ îíêîëîãè÷åñêèõ çàáîëåâàíèé íàðóøàåòñÿ ýêñïðåññèÿ ãåíîâ Trp53 è Cdkn2a [8-11]. Àâòîðû ñ÷èòàþò, ÷òî îíè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â ðàçðàáîòêå ãåííîé
òåðàïèè îíêîçàáîëåâàíèé.  òî æå âðåìÿ, òðåáóþòñÿ äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ â äàííîì íàïðàâëåíèè, òàê êàê ïîëíàÿ êàðòèíà ãåíåòè÷åñêîãî êîíòðîëÿ ñâîéñòâ ÃÑÊ è èõ ïîòîìñòâà îñòàåòñÿ íåÿñíîé.
self-renewal and neural development but not mouse growth and survival by
repressing the p16Ink4a and p19Arf senescence pathways. Genes Dev. 2005;
19: 1432-7.
8. Berggren P., Kumar R., Sakano S. et al. Detecting homozygous deletions in
the CDKN2A(p16INK4a)/ARF(p14ARF) gene in urinary bladder cancer using
real-time quantitative PCR. Clin. Cancer Res. 2003; 9: 235-42.
9. Esteller M., Guo M., Moreno V. et al. Hypermethylation-associated
inactivation of p14ARF is independent of p16INK4a methylation and p53
mutational status. Cancer Res. 2000; 60: 129-33.
10. Weber A., Bellmann U., Bootz F. et. al. INK4a-ARF alterations and p53
mutations in primary and consecutive squamous cell carcinoma of the head and
neck. Virchows Arch. 2002; 441: 133-42.
11. Burke L., Flieder D., Guinee D. et al. Prognostic implications of molecular
and immunohistochemical profiles of the Rb and p53 cell cycle regulatory
pathways in primary non-small cell lung carcinoma. Clin. Cancer Res. 2005; 11:
232-41.
Ïîäãîòîâèëà À.Ñ. Ãðèãîðÿí
Ïî ìàòåðèàëàì: Akala O.O., Park I.-K., Qian D. et al. Long-term haematopoietic reconstitution
by Trp53–/–/p16Ink4a–/–/p19Arf–/– multipotent progenitors. Nature 2008; 453(7192): 228-32
uPA è uPAR îïîñðåäóþò òðîïèçì ñòâîëîâûõ êëåòîê
ê çëîêà÷åñòâåííûì íîâîîáðàçîâàíèÿì
Äåòàëèçàöèÿ ìåõàíèçìîâ, êîíòðîëèðóþùèõ ïðîöåññû
ìèãðàöèè êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö â îðãàíèçìå, ÿâëÿåòñÿ
âàæíîé òåîðåòè÷åñêîé ïðåäïîñûëêîé äëÿ óñïåøíîãî ïðèìåíåíèÿ êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé â ìåäèöèíå. Óñòàíîâëåíî, ÷òî
êàê ìóëüòèïîòåíòíûå ìåçåíõèìàëüíûå ñòðîìàëüíûå êëåòêè (ÌÌÑÊ), òàê è ãåìîïîýòè÷åñêèå ñòâîëîâûå êëåòêè (ÃÑÊ)
íàõîäÿòñÿ íå â ñòàöèîíàðíîì, à â ïîñòîÿííîì äèíàìè÷åñêîì
ñîñòîÿíèè – ìèãðèðóþò ìåæäó îñíîâíûì äåïî – êîñòíûì
ìîçãîì – è ïåðèôåðè÷åñêèìè òêàíÿìè [1, 2].  ýòîé ñâÿçè,
óïðàâëåíèå ìåõàíèçìàìè õåìîòàêñèñà ñòâîëîâûõ êëåòîê è
êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö ìîæåò ÿâëÿòüñÿ ýôôåêòèâíûì ïîäõîäîì äëÿ îïòèìèçàöèè ëå÷åíèÿ ïàöèåíòîâ ñ ðàçëè÷íûìè
äåãåíåðàòèâíî-äèñòðîôè÷åñêèìè çàáîëåâàíèÿìè, òðàâìàòè÷åñêèìè ïîâðåæäåíèÿìè è íîâîîáðàçîâàíèÿìè.
Ñïîñîáíîñòü ñòâîëîâûõ êëåòîê ê íàïðàâëåííîìó õåìîòàêñèñó â îáëàñòü ëîêàëèçàöèè ïàòîëîãè÷åñêîãî î÷àãà, òàêîãî êàê
âîñïàëåíèå èëè íîâîîáðàçîâàíèå, íàçûâàåòñÿ ïàòîòðîïèçìîì è õàðàêòåðíà äëÿ íåéðàëüíûõ [3, 4] è ãåìîïîýòè÷åñêèõ
ñòâîëîâûõ êëåòîê [5], ÌÌÑÊ [6], êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö
ýíäîòåëèÿ [7]. Åäèíîãî ïðåäñòàâëåíèÿ î áèîëîãè÷åñêîé
çíà÷èìîñòè ýòîãî ïðîöåññà íåò, îäíàêî ïîêàçàíî ó÷àñòèå
ìèãðèðóþùèõ íåäèôôåðåíöèðîâàííûõ êëåòîê â ïðîöåññàõ
ðåãåíåðàöèè [8], àíãèîãåíåçà [7], à òàêæå â ôîðìèðîâàíèè
ñòðîìû îïóõîëåé [9].
 íàñòîÿùåå âðåìÿ àêòèâíî ïðîâîäÿòñÿ èññëåäîâàíèÿ,
íàöåëåííûå íà èäåíòèôèêàöèþ áèîõèìè÷åñêèõ ìåõàíèçìîâ,
ðåãóëèðóþùèõ õåìîòàêñèñ ñòâîëîâûõ êëåòîê è êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö. Íàïðèìåð, äëÿ ÃÑÊ óñòàíîâëåíû îñè õåìîòàêñèñà SDF-1/CXCR4, SCF/c-Kit, VEGF/VEGFR, HGF/c-Met,
âîâëå÷åííûå â ïðîöåññû ìèãðàöèè ê î÷àãàì âîñïàëåíèÿ.
Îñîáûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò òðîïíîñòü ÌÌÑÊ è íåéðàëüíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê ê íîâîîáðàçîâàíèÿì.  ÷àñòíîñòè, èñÊëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
10
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ñëåäóåòñÿ èäåÿ àäðåñíîé äîñòàâêè ëåêàðñòâåííûõ âåùåñòâ,
«íàãðóæåííûõ» íà êëåòêè-ïðåäøåñòâåííèöû, ê íîâîîáðàçîâàíèÿì (ñì. ðèñ.) [10].  ýòîé ñâÿçè, àêòèâíî âûÿâëÿþòñÿ áèîõèìè÷åñêèå ìåõàíèçìû, îáóñëàâëèâàþùèå ÿâëåíèå ïàòîòðîïèçìà.
 íàñòîÿùèé ìîìåíò óñòàíîâëåíî, ÷òî õåìîàòòðàêòàíòàìè ïðåäøåñòâåííèö êëåòîê íåðâíîé òêàíè ÿâëÿþòñÿ VEGF,
SDF-1, SCF, êîòîðûå ïðîäóöèðóþòñÿ îïóõîëåâûìè êëåòêàìè
[10-12]. Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå ïðåäñòàâëåíèé î ìåõàíèçìàõ ïàòîòðîïèçìà ñòâîëîâûõ êëåòîê ñâÿçàíî ñ ìàòåðèàëàìè èññëåäîâàíèÿ M. Gutova ñ ñîàâò., îïóáëèêîâàííûìè â
æóðíàëå Stem Cell (2008). Â ðàáîòå ïîêàçàíà ðîëü óðîêèíàçíîãî àêòèâàòîðà ïëàçìèíîãåíà (urokinase plasminogen
activator, uPA) è åãî ðåöåïòîðà êàê èíäóêòîðîâ ìèãðàöèè
ôåòàëüíûõ ìåçåíõèìíûõ è èììîðòàëèçèðîâàííûõ íåéðàëüíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê. Ðåöåïòîð uPA (CD 87) ÷åðåç G-áåëîê
ñâÿçàí ñ âèòðîíåêòèíîì; âçàèìîäåéñòâóåò ñ èíòåãðèíàìè,
÷òî îáóñëîâëèâàåò åãî ó÷àñòèå â ïðîöåññàõ õîóìèíãà, àäãåçèè, ïðîëèôåðàöèè è àïîïòîçà [13].
Íà ïåðâîì ýòàïå èññëåäîâàòåëè ìåòîäîì ïðîòî÷íîé öèòîìåòðèè îïðåäåëèëè óðîâåíü ýêñïðåññèè ðåöåïòîðà uPA â
ðàçíûõ îïóõîëÿõ. Ê ïåðâîé ãðóïïå îòíåñëè àãðåññèâíûå
íîâîîáðàçîâàíèÿ, ó 20% êëåòîê êîòîðûõ íàáëþäàëàñü ïîëîæèòåëüíàÿ ðåàêöèÿ íà CD87 (ìóëüòèôîðìíàÿ ãëèîáëàñòîìà, íåéðîáëàñòîìà, êàðöèíîìà ìîëî÷íîé æåëåçû, ïðîñòàòû,
êðóïíîêëåòî÷íûé ðàê ëåãêîãî), êî âòîðîé – îïóõîëè ñ íèçêèì óðîâíåì ýêñïðåññèè ðåöåïòîðà uPA – îêîëî 5 % (êàðöèíîìà òîëñòîé êèøêè, ìåòàñòàòè÷åñêàÿ íåéðîáëàñòîìà,
ìåëêîêëåòî÷íûé ðàê ëåãêîãî). In vitro îöåíèâàëè ìèãðàöèþ
êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö ñ ïîìîùüþ äâóõêàìåðíîé êóëüòóðàëüíîé ñèñòåìû. Êîíäèöèîíèðîâàííàÿ ñðåäà, â êîòîðîé
ðàíåå èíêóáèðîâàëèñü îïóõîëåâûå êëåòêè, ñåêðåòèðóþùèå
uPA è ðàñòâîðèìóþ ôðàêöèþ åãî ðåöåïòîðà, äîáàâëÿëàñü â
íèæíþþ êàìåðó, à èññëåäóåìûå êëåòêè âûñåâàëèñü íà ïîðèñòóþ ïåðåãîðîäêó, ðàçäåëÿâøóþ îòäåëû ñèñòåìû. Íàèáîëüøåå
êîëè÷åñòâî ñòâîëîâûõ êëåòîê ïåðåìåñòèëîñü â íèæíþþ êàìåðó â ýêñïåðèìåíòå ñî ñðåäîé îò ëèíèé ìàëèãíèçèðîâàííûõ
êëåòîê, âûñîêî ýêñïðåññèðóþùèõ CD87. Èíòåðåñíî, ÷òî
áîëüøîå êîëè÷åñòâî êëåòîê, îòðåàãèðîâàâøèõ íà ïðèñóòñòâèå õåìîàòòðàêòàíòà, îïðåäåëÿëîñü ñðåäè ïîïóëÿöèè
íåéðàëüíûõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö.
Äëÿ ïîäòâåðæäåíèÿ îñíîâíîé ðîëè uPA è åãî ðåöåïòîðà
â õîóìèíãå àâòîðû îïðåäåëÿëè ñîäåðæàíèå èññëåäóåìûõ
õåìîàòòðàêòàíòîâ â êóëüòóðàëüíîé ñðåäå. Áûëî âûÿâëåíî
Àäðåñíîå âîçäåéñòâèå ïðîòèâîîïóõîëåâîãî ëåêàðñòâåííîãî ïðåïàðàòà, îáóñëîâëåííîå õåìîòàêñèñîì ãåíåòè÷åñêè
ìîäèôèöèðîâàííûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê, ýêñïðåññèðóþùèõ ôåðìåíò, êîòîðûé ó÷àñòâóåò â ìåòàáîëèçìå ëåêàðñòâåííîãî âåùåñòâà
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ïðàêòè÷åñêè ïîëíîå ñîîòâåòñòâèå âåëè÷èíû êîíöåíòðàöèè
uPA è åãî ðåöåïòîðà â ñðåäå ñ óðîâíåì ýêñïðåññèè CD87
îïóõîëåâûìè êëåòêàìè. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿëà ëèíèÿ êëåòîê íåéðîáëàñòîìû, âûñîêî ýêñïðåññèðóþùàÿ ðåöåïòîð
uPA, íî â ñðåäå êîòîðîé íàáëþäàëîñü íèçêîå ñîäåðæàíèå
ñîîòâåòñòâóþùèõ õåìîêèíîâ. Îäíàêî áûëî âûÿâëåíî çíà÷èòåëüíîå ñîäåðæàíèå HGF è MCP-1, ðàíåå ïðèçíàííûõ
õåìîàòòðàêòàíòàìè ñòâîëîâûõ êëåòîê [14, 15].
Âî âòîðîé ÷àñòè èññëåäîâàíèÿ àâòîðû ñòðåìèëèñü ïîäòâåðäèòü îïðåäåëÿþùóþ ðîëü uPA è åãî ðåöåïòîðà â ìîáèëèçàöèè ñòâîëîâûõ êëåòîê è êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö. Ñ ýòîé
öåëüþ îíè òðàíñôåöèðîâàëè êëåòêè ìåòàñòàòè÷åñêîé íåéðîáëàñòîìû (íèçêèé óðîâåíü ýêñïðåññèè CD87) âèðóñíûìè
âåêòîðàìè, ñîäåðæàùèìè ãåíû, îòâåòñòâåííûå çà ñèíòåç uPA
è åãî ðåöåïòîðà. Ýòî ïðèâåëî ê ñâåðõýêñïðåññèè õåìîêèíîâ,
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Ozaki Y., Nishimura M., Sekiya K. Comprehensive analysis of chemotactic
factors for bone marrow mesenchymal stem cells. Stem Cells Dev. 2007; 16(1):
119-29.
2. Wright D.E., Wagers A.J., Gulati A.P. Physiological Migration of
Hematopoietic Stem and Progenitor Cells. Science 2001; 294(5548): 1933-6.
3. Gutova M., Najbauer J., Frank R. uPA and uPAR Mediate Human Stem
Cell Tropism to Malignant Solid Tumors. Stem Cells 2008; 26(6): 1406-13
4. Fodde R. Stem Cells and Metastatic Cancer: Fatal Attraction? PLoS Med.
2006; 3(12): 482.
5. Selleri C., Montuori N., Ricci P. et al. Involvement of the urokinase-type
plasminogen activator receptor in hematopoietic stem cell mobilization. Blood
2005; 105(5): 2198-205.
6. Nakamizo A., Marini F., Amano T. Human Bone Marrow–Derived
Mesenchymal Stem Cells in the Treatment of Gliomas. Cancer Res. 2005; 65(8):
3307-18.
7. Moore X.L., Lu J., Sun L. et al. Endothelial progenitor cells «homing»
specificity to brain tumors. Gene Ther. 2004; 11(10): 811-8.
8. Goldman S. Stem and progenitor cell-based therapy of the human central
nervous system. Nat. Biotechnol. 2005; 23(7): 862-71.
11
ïîäòâåðæäåííîé ñ ïîìîùüþ ÏÖÐ ñ îáðàòíîé òðàíñêðèïöèåé, è ê òðåõ- è äâóõêðàòíîìó óñèëåíèþ ìèãðàöèè íåéðàëüíûõ
è ìóëüòèïîòåíòíûõ ìåçåíõèìàëüíûõ ñòðîìàëüíûõ êëåòîê
ñîîòâåòñòâåííî.
Òàêèì îáðàçîì, áûëà âûÿâëåíà åùå îäíà ëèãàíä-ðåöåïòîðíàÿ îñü, îòâåòñòâåííàÿ çà òðîïíîñòü ñòâîëîâûõ êëåòîê ê
îïóõîëÿì – uPA/uPAR. Ýêñïðåññèÿ CD87 òàêæå õàðàêòåðíà äëÿ ãðàíóëîöèòîâ, ìîíîöèòîâ, NK-êëåòîê, ÃÑÊ êîòîðûå
âìåñòå ñ êëåòêàìè-ïðåäøåñòâåííèöàìè ìèãðèðóþò â îáëàñòü ëîêàëèçàöèè íîâîîáðàçîâàíèé. Ñ ó÷åòîì ñõîäíîé ðîëè
îïèñàííûõ â áîëåå ðàííèõ ðàáîòàõ õåìîàòòðàêòàíòîâ (VEGF,
SDF-1, SCF, HGF, MCP-1) ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî íåò åäèíîãî ìåõàíèçìà, îáóñëîâëèâàþùåãî ïàòîòðîïèçì ê îïóõîëÿì.
Ïî âñåé âèäèìîñòè, ïðîöåññ êîíòðîëèðóåòñÿ ìíîæåñòâîì
ôàêòîðîâ.
9. Studeny M., Marini F.C., Dembinski J.L. Mesenchymal stem cells:
potential precursors for tumor stroma and targeted-delivery vehicles for
anticancer agents. Journal of the National Cancer Institute 2004; 96(21):
1593-603.
10. Aboody K.S., Najbauer J., Schmidt N.O. Targeting of melanoma brain
metastases using engineered neural stem/progenitor cells. Neur. Oncol. 2006;
8(2): 119-26.
11. Imitola J., Raddassi K., Park K.I. et al. Directed migration of neural stem
cells to sites of CNS injury by the stromal cell-derived factor 1alpha/CXC
chemokine receptor 4 pathway. PNAS 2004; 101(52): 18117-22.
12. Schmidt N.O., Przylecki W., Yang W. et al. Brain tumor tropism of
transplanted human neural stem cells is induced by vascular endothelial growth
factor. Neoplasia 2005; 7(6): 623-9.
13. Alfano D., Franco P., Vocca I. et al. The urokinase plasminogen activator
and its receptor: role in cell growth and apoptosis. Thromb. Haemost. 2005; 93(2):
205-11.
14. Palumbo R., Bianchi M.E. High mobility group box 1 protein, a cue for
stem cell recruitment. Biochem. Pharmacol. 2004; 68(6): 1165-70.
15. Widera D., Holtkamp W., Entschladen F. et al. MCP-1 induces migration
of adult neural stem cells. Eur. J. Cell Biol. 2004; 83(8): 381-7.
Ïîäãîòîâèë È.ß. Áîçî
Ïî ìàòåðèàëàì: Gutova M., Najbauer J., Frank R. uPA and uPAR mediate human stem cell
tropism to malignant solid tumors. Stem Cells 2008; 26(6): 1406-13
Èçìåíåíèÿ â êëàññè÷åñêîé ìîäåëè ãåìîïîýçà –
îáíàðóæåí ìèåëîèäíûé ïîòåíöèàë ðàííèõ
ïðåäøåñòâåííèö Ò-êëåòîê
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî äèôôåðåíöèðîâêà T-ëèìôîöèòîâ
ñ÷èòàåòñÿ õîðîøî èçó÷åííîé, îòíîñèòåëüíî ýòîãî ïðîöåññà
â ëèòåðàòóðå îñòàåòñÿ íåìàëî ïðîòèâîðå÷èé. Ò-ëèìôîöèòû
äèôôåðåíöèðóþòñÿ â òèìóñå èç ETP-êëåòîê (îò earliest
thymic progenitors), êîòîðûå òàêæå íàçûâàþò DN1-êëåòêè
(îò double-negative cell), ìèãðèðóþùèõ â òèìóñ èç êðàñíîãî
êîñòíîãî ìîçãà (ÊÊÌ). Äèôôåðåíöèðîâî÷íûé ïîòåíöèàë
ETP-êëåòîê äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè íå áûë èçâåñòåí. Áûëî
ïîêàçàíî, ÷òî ETP-êëåòêè îáëàäàþò ñïîñîáíîñòüþ äèôôåðåíöèðîâàòüñÿ â Ò-ëèìôîöèòû è NK-êëåòêè, à èõ îòäåëüíûå
ñóáïîïóëÿöèè òàêæå ìîãóò äàâàòü Â-ëèìôîöèòû [1]. Îäíàêî
îêîí÷àòåëüíîãî îòâåòà íà âîïðîñ, îáëàäàþò ëè ðàííèå ïðåäøåñòâåííèöû Ò-êëåòîê ìèåëîèäíûì ïîòåíöèàëîì, è â êàêîé
î÷åðåäíîñòè óòðà÷èâàþòñÿ ñïîñîáíîñòè ðàííèõ êëåòîêïðåäøåñòâåííèö äèôôåðåíöèðîâàòüñÿ â ðàçëè÷íûå òèïû
êëåòîê, äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ïîëó÷åíî íå áûëî.
Ðàçâèòèå Ò-êëåòîê â òèìóñå – âåñüìà ñëîæíûé ïðîöåññ,
âêëþ÷àþùèé â ñåáÿ ïî êðàéíåé ìåðå øåñòü ýòàïîâ, êîòîðûå õàðàêòåðèçóþòñÿ ñìåíîé ñïåêòðà ýêñïðåññèðóåìûõ
êëåòêàìè ïîâåðõíîñòíûõ ìàðêåðîâ [2]. ETP/DN1-êëåòêè
äèôôåðåíöèðóþòñÿ â DN2 è DN3-êëåòêè, êîòîðûå èìåþò
åùå áîëåå îãðàíè÷åííûé äèôôåðåíöèðîâî÷íûé ïîòåíöèàë. Çàòåì îáðàçóþòñÿ CD4+/CD8+ êëåòêè (double-positive
cells), è îíè â ñâîþ î÷åðåäü äàþò íà÷àëî CD4+ ëèáî CD8+
Ò-ëèìôîöèòàì. Âñå ýòè ñòàäèè íàõîäÿòñÿ â æåñòêîé çàâèñèìîñòè îò ìèêðîîêðóæåíèÿ â òèìóñå [1]. Íà êàêîé èç íèõ
ïðåäøåñòâåííèêè çðåëûõ Ò-ëèìôîöèòîâ òåðÿþò ñïîñîáíîñòü
äèôôåðåíöèðîâàòüñÿ â äðóãèå òèïû èììóííûõ êëåòîê?
Èçâåñòíî, ÷òî ïðè áëîêèðîâàíèè êëþ÷åâîãî ðåãóëÿòîðà
Ò-êëåòîê Notch1 â ETP-êëåòêàõ òèìóñà ìûøåé âîçðàñòàåò
ïðîöåíò äèôôåðåíöèðóþùèõñÿ èç íèõ Â-ëèìôîöèòîâ, íî
íå ìèåëîèäíûõ êëåòîê. Áûëî òàêæå ïîêàçàíî, ÷òî ðàííèå
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
12
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ïðåäøåñòâåííèêè Ò-êëåòîê ñïîñîáíû äàâàòü íà÷àëî ìàêðîôàãàì è äåíäðèòíûì êëåòêàì [3, 4]. Îäíàêî âñå ïîäîáíûå
ýêñïåðèìåíòû íå áûëè ïðîâåäåíû â óñëîâèÿõ, ïîçâîëÿþùèõ
ðàííèì ïðåäøåñòâåííèöàì äèôôåðåíöèðîâàòüñÿ êàê â ìèåëîèäíîì, òàê è â ëèìôîèäíîì íàïðàâëåíèÿõ, ïîýòîìó òðóäíî
ñêàçàòü, íàñêîëüêî èõ ðåçóëüòàòû îòðàæàþò ñèòóàöèþ in vivo.
Èññëåäîâàòåëÿìè èç äâóõ íåçàâèñèìûõ íàó÷íûõ ãðóïï:
H. Wada c ñîàâò. è J.J. Bell, A. Bhandoola áûëî ïîêàçàíî,
÷òî ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî ðàííèõ ïðåäøåñòâåííèêîâ
Ò-ëèìôîöèòîâ, ïðèõîäÿùèõ ñ êðîâîòîêîì â òèìóñ èç ÊÊÌ,
ñïîñîáíî äèôôåðåíöèðîâàòüñÿ êàê â Ò-êëåòêè, òàê è â êëåòêè ìèåëîèäíîãî ðÿäà. Ýòî îòêðûòèå íå ñîãëàñóåòñÿ ñ ñîâðåìåííîé ìîäåëüþ ãåìîïîýçà, â êîòîðîé ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî
Ò-êëåòêè ÿâëÿþòñÿ ïîòîìêàìè êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö, îáëàäàþùèõ èñêëþ÷èòåëüíî ëèìôîèäíûì ïîòåíöèàëîì (5).
Îíî òàêæå îòâåðãàåò ïîñòóëàò î òîì, ÷òî â ïðîöåññå ãåìîïîýçà â êàêîé-òî ìîìåíò ïðîèñõîäèò æåñòêîå ðàçäåëåíèå ëèìôîèäíîãî è ìèåëîèäíîãî íàïðàâëåíèé äèôôåðåíöèðîâêè
(ñì. ðèñ.).
Ïðèáåãíóâ ê êëîíàëüíîìó ìåòîäó èññëåäîâàíèÿ àâòîðû
îáíàðóæèëè, ÷òî ETP/DN1-êëåòêè, à òàêæå DN2-êëåòêè íå
îáëàäàþò ñïîñîáíîñòüþ äèôôåðåíöèðîâàòüñÿ â Â-ëèìôîöèòû, íî ïðè ýòîì ìíîãèå èç íèõ îáëàäàþò îäíîâðåìåííî
Ò-êëåòî÷íûì è ìèåëîèäíûì ïîòåíöèàëîì, êîòîðûé îíè óòðà÷èâàþò ëèøü íà ñòàäèè DN3.
Êëàññè÷åñêàÿ äèõîòîìè÷åñêàÿ è ìèåëîèäíàÿ ìîäåëè ãåìîïîýçà
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
J.J. Bell è A. Bhandoola ïîêàçàëè, ÷òî ïðè êóëüòèâèðîâàíèè ãåìîïîýòè÷åñêèõ êëåòîê-ïðåäøåñòâåííèö, âûäåëåííûõ
èç òèìóñà ìûøåé, íà êëåòêàõ OP9, êîòîðûå ïðè òðàíñôåêöèè èõ Notch-ëèãàíäîì delta-like4 (OP9-DL4) ïîääåðæèâàþò
Ò-êëåòî÷íóþ äèôôåðåíöèðîâêó, ETP- è DN1-êëåòêè äèôôåðåíöèðóþòñÿ â ñëåäóþùèõ íàïðàâëåíèÿõ:
- ïðè êóëüòèâèðîâàíèè íà ñòðîìå OP9-DL4 îíè äàþò
íà÷àëî êëåòêàì, ýêñïðåññèðóþùèõ ìàðêåðû Ò-êëåòîê CD25
è Thy-1;
- ïðè êóëüòèâèðîâàíèè íà îáû÷íîé ñòðîìå OP9 íà òðåòüè ñóòêè ýòè êëåòêè ýêñïðåññèðîâàëè ìàðêåð ìèåëîèäíîãî
ðÿäà Mac-1.
Ïðè ýòîì äàæå ïðè äëèòåëüíîì êóëüòèâèðîâàíèè èç ETPêëåòîê íå áûëî ïîëó÷åíî ïðåäøåñòâåííèö Â-êëåòîê.  êîëîíèÿõ ìèåëîèäíûõ êëåòîê îáíàðóæèâàëèñü ïðåèìóùåñòâåííî
ìàêðîôàãè, à òàêæå ãðàíóëîöèòû è äåíäðèòíûå êëåòêè. Ãðóïïå H. Wada et al. óäàëîñü òàêæå ïîëó÷èòü NK-êëåòêè. Ïðè
òðàíñïëàíòàöèè ETP/DN1-êëåòîê ìûøàì ñ äåôèöèòîì
Ò-ëèìôîöèòîâ áûëî ïîêàçàíî, ÷òî îêîëî òðåòè ìàêðîôàãîâ
â èõ îðãàíèçìå äèôôåðåíöèðîâàëèñü èç òðàíñïëàíòèðîâàííûõ êëåòîê.
 äîïîëíåíèå ê ýòîìó ñëåäóåò ñêàçàòü, ÷òî â ìèåëîèäíûõ
êëåòêàõ, ïîëó÷åííûõ èç òèìóñà, áûëà îòìå÷åíà ðåêîìáèíàöèÿ
ãåíîâ (V-J è VD-J ðåêîìáèíàöèÿ, îñóùåñòâëÿåìàÿ ñ ïîìîùüþ
ôåðìåíòà RAG-ðåêîìáèíàçû), êîäèðóþùèõ Ò-êëåòî÷íûé
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ðåöåïòîð (TcR), ÷òî ÿâëÿåòñÿ õàðàêòåðèñòèêîé ETP/DN1êëåòîê.
Îñòàåòñÿ îòêðûòûì âîïðîñ î ðåãóëÿöèè äèôôåðåíöèðîâêè
ETP/DN1-êëåòîê â ëèìôîèäíîì è ìèåëîèäíîì íàïðàâëåíèÿõ. Äâå ðàáîòû, îäíîâðåìåííî îïóáëèêîâàííûå â æóðíàëå Nature, ïðàêòè÷åñêè ðàçðóøàþò ñòðîéíóþ ñõåìó ãåìîïîýçà, â êîòîðîé ïðîèñõîäèò äèõîòîìè÷åñêîå ðàçäåëåíèå
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Bhandoola A., von Boehmer H., Petrie H.T., Zuniga-Pflucker J.C.
Commitment and developmental potential of extrathymic and intrathymic T cell
precursors: plenty to choose from. Immunity 2007; 26: 678-89.
2. Taghon T.N., David E.S., Zuniga-Pflucker J.C., Rothenberg E.V. Delayed,
asynchronous, and reversible T-lineage specification induced by Notch/Delta
signaling. Genes Dev. 2005; 19: 965-78.
3. Ceredig R., Bosco N., Rolink A.G. The B lineage potential of thymus settling
13
ëèìôîèäíîãî è ìèåëîèäíîãî íàïðàâëåíèé äèôôåðåíöèðîâêè. Â òî æå âðåìÿ ýòè ýêñïåðèìåíòû â äåéñòâèòåëüíîñòè ñòàâÿò áîëüøå âîïðîñîâ, íåæåëè äàþò îòâåòîâ, è òðåáóþòñÿ
äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ, ÷òîáû âûÿñíèòü ïîëíóþ êàðòèíó
ãåìîïîýçà ìëåêîïèòàþùèõ â íîðìå, ÷òî ïîìîæåò òàêæå
îáúÿñíèòü ìåõàíèçìû ðàçâèòèÿ îíêîãåìàòîëîãè÷åñêèõ çàáîëåâàíèé ÷åëîâåêà.
progenitors is critically dependent on mouse age. Eur. J. Immunol. 2007; 37:
830-7.
4. Laiosa C.V., Stadtfeld M., Xie H. et. al. Reprogramming of committed T cell
progenitors to macrophages and dendritic cells by C/EBPa and PU.1 transcription
factors. Immunity 2006; 25: 731-44.
5. Kondo M., Scherer D.C., King A.G. et. al. Lymphocyte development from
hematopoietic stem cells. Curr. Opin. Genet. Dev. 2001; 11: 520-6.
Ïîäãîòîâèëà À.Ñ. Ãðèãîðÿí
Ïî ìàòåðèàëàì: Wada H., Masuda K., Satoh R. et al. Adult T-cell progenitors retain myeloid potential.
Nature 2008; 452: 768-73. Bell J.J., Bhandoola A. The earliest thymic
progenitors for T cells possess myeloid lineage potential. Nature 2008; 452: 764-68
«Õðîíè÷åñêîå âîñïàëåíèå» êàê èíäóêòîð ñëèÿíèÿ
ïðîãåíèòîðíûõ êëåòîê êîñòíîãî ìîçãà
è íåéðîíîâ Ïóðêèíüå
Ó÷àñòèå ãåìîïîýòè÷åñêèõ ñòâîëîâûõ (ÃÑÊ) è ìóëüòèïîòåíòíûõ ìåçåíõèìàëüíûõ ñòðîìàëüíûõ êëåòîê (ÌÌÑÊ) â
ïðîöåññàõ ðåïàðàòèâíîé ðåãåíåðàöèè çàêëþ÷àåòñÿ êàê â
àêòèâàöèè ïðîëèôåðàöèè, äèôôåðåíöèðîâêå, òàê è â ñòèìóëÿöèè ðåïàðàòèâíîãî ïîòåíöèàëà äðóãèõ ïðîãåíèòîðíûõ
êëåòîê [1]. Îäíàêî ýòè ìåõàíèçìû íå èñ÷åðïûâàþò âåñü êîìïëåêñ ýôôåêòîâ, ïðîÿâëÿåìûõ ìàëîäèôôåðåíöèðîâàííûìè
êëåòêàìè ïðè ðàçëè÷íûõ ïàòîëîãè÷åñêèõ ñîñòîÿíèÿõ. Îäíèì
èç íàèìåíåå èçó÷åííûõ ÿâëÿåòñÿ ñëèÿíèå (fusion) ñ ðàçëè÷íûìè êëåòêàìè îðãàíèçìà, ôóíêöèîíàëüíîå çíà÷åíèå êîòîðîãî äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè íå óñòàíîâëåíî. Ñëèÿíèå ñ
âûñîêîñïåöèàëèçèðîâàííûìè êëåòêàìè (ñèìïëàñòàìè ñêåëåòíîé ìûøå÷íîé òêàíè [2], ãåïàòîöèòàìè [3], ãðóøåâèäíûìè íåéðîíàìè ìîçæå÷êà [4]) óìåñòíî áûëî áû ñâÿçàòü ñ
îáåñïå÷åíèåì è ïîääåðæàíèåì èõ óñòîé÷èâîñòè â óñëîâèÿõ
ðàçâèòèÿ êàêîé-ëèáî ïàòîëîãèè. Îäíàêî ïîêàçàíà íèçêàÿ
÷àñòîòà äàííîãî ïðîöåññà êàê ïðè ôèçèîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ, òàê è ïðè ïîâðåæäåíèè òêàíåé [5]. Êðîìå òîãî, îïóáëèêîâàíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå î ñëèÿíèè ÃÑÊ ñ êàìáèàëüíûìè êëåòêàìè êèøå÷íîãî ýïèòåëèÿ ìûøåé, à òàêæå ñ
îïóõîëåâûìè êëåòêàìè [6].  ïåðâîì ñëó÷àå ïðåäïîëàãàåòñÿ
îïòèìèçèðóþùåå âëèÿíèå íà âîññòàíîâëåíèå ñëèçèñòîé
ÆÊÒ ïîñëå îáëó÷åíèÿ â ëåòàëüíûõ äîçàõ, à âî âòîðîì – îòðèöàòåëüíàÿ ðîëü, ñâÿçàííàÿ ñ ïîâûøåíèåì ìåòàñòàòè÷åñêîãî
ïîòåíöèàëà [7].
Èç-çà ìàëîé èçó÷åííîñòè ôåíîìåíà êëåòî÷íîãî ñëèÿíèÿ,
îñóùåñòâëÿåìîãî, ïðåæäå âñåãî, ÃÑÊ, àêòèâíî ïðîâîäÿòñÿ
èññëåäîâàíèÿ, íàïðàâëåííûå íà óñòàíîâëåíèå óñëîâèé, ìåõàíèçìîâ è ôàêòîðîâ, ðåãóëèðóþùèõ ýòî ïðîöåññ, ÷òî â ïåðñïåêòèâå ïîìîæåò îïðåäåëèòü åãî áèîëîãè÷åñêîå çíà÷åíèå
â öåëîì.  ÷àñòíîñòè, â æóðíàëå Nature Cell biology â îïóáëèêîâàíû ìàòåðèàëû èññëåäîâàíèÿ C.B. Johansson ñ ñîàâò.,
â êîòîðûõ îöåíèâàëîñü ñëèÿíèå íåäèôôåðåíöèðîâàííûõ
ãåìîïîýòè÷åñêèõ êëåòîê êîñòíîãî ìîçãà ñ íåéðîíàìè Ïóðêèíüå – êðóïíûìè ãðóøåâèäíûìè êëåòêàìè, ëîêàëèçóþùèìèñÿ
â ãàíãëèîíàðíîì ñëîå êîðû ìîçæå÷êà.
Íà ïåðâîì ýòàïå èññëåäîâàòåëè òðàíñïëàíòèðîâàëè ëåòàëüíî îáëó÷¸ííûì ìûøàì ïîïóëÿöèþ ÃÑÊ èëè ìîíîíóêëåàðíóþ ôðàêöèþ êëåòîê êîñòíîãî ìîçãà, ïîëó÷åííûå îò
òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ, âñå êëåòêè êîòîðûõ ýêñïðåññèðîâàëè
GFP (green fluorescent protein). Ó æèâîòíûõ, â êðîâè êîòîðûõ
íà ìîìåíò âûâåäåíèÿ èç ýêñïåðèìåíòà íàáëþäàëîñü îêîëî 40% ìå÷åíûõ ôîðìåííûõ ýëåìåíòîâ, îïðåäåëÿëèñü
GFP-ïîëîæèòåëüíûå íåéðîíû Ïóðêèíüå. Ïðè ýòîì â ñëó÷àå
èñïîëüçîâàíèÿ òîëüêî ÃÑÊ èõ ÷èñëåííîñòü áûëà âäâîå íèæå.
Ýòè äàííûå ïîçâîëèëè àâòîðàì ïîñòóëèðîâàòü, ÷òî íåäèôôåðåíöèðîâàííûå êëåòêè êðîâè è èõ äåðèâàòû ñïîñîáíû
ôîðìèðîâàòü ñ ãðóøåâèäíûìè íåéðîíàìè ìîçæå÷êà «ãåòåðîêàðèîíû». Îäíàêî äâóõêðàòíîå ïðåâàëèðîâàíèå êîëè÷åñòâà ìå÷åíûõ íåðâíûõ êëåòîê ïðè òðàíñïëàíòàöèè öåëüíîé
ôðàêöèè êîñòíîãî ìîçãà, à òàêæå îòñóòñòâèå ãðóïïû ìûøåé,
êîòîðûì áû îñóùåñòâëÿëîñü âíóòðèâåííîå ââåäåíèå òîëüêî ÌÌÑÊ, íå ïîçâîëÿåò îòâåðãàòü âåðîÿòíîñòü è èõ âîâëå÷åíèÿ â ïðîöåññû ñëèÿíèÿ. Òåì áîëåå ÷òî òàêàÿ ñïîñîáíîñòü
óæå áûëà ïîêàçàíà äëÿ ñòâîëîâûõ ìåõàíîöèòîâ è íåéðîíîâ
Ïóðêèíüå [8].
Ïðè îñóùåñòâëåíèè ìèåëîàáëÿöèè â ïðåäòðàíñïëàíòàöèîííîì ïåðèîäå ïóòåì îáëó÷åíèÿ â ëåòàëüíûõ äîçàõ èìååò
ìåñòî ïîâûøåíèå ïðîíèöàåìîñòè ãåìàòîýíöåôàëè÷åñêîãî
áàðüåðà, ñîïðîâîæäàþùååñÿ òðàíçèòîðíîé ëåéêîöèòàðíîé
èíôèëüòðàöèåé âîêðóã öåðåáðàëüíûõ ñîñóäîâ. Ýòè èçìåíåíèÿ, ïî âñåé âèäèìîñòè, ñïîñîáñòâóþò ýêñòðàâàçàöèè
ââåä¸ííûõ êëåòîê â ÖÍÑ ñ ïîñëåäóþùèì ñëèÿíèåì ñ íåéðîíàìè Ïóðêèíüå. ×òîáû íèâåëèðîâàòü âëèÿíèå ìèåëîàáëÿöèè,
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
14
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
èññëåäîâàòåëè èñïîëüçîâàëè ïàðàáèîíòíûå ïàðû ìûøåé.
Êàæäàÿ ïàðà âêëþ÷àëà òðàíñãåííîå æèâîòíîå, êëåòêè êîòîðîãî íåñëè ãåí GFP, è «äèêèé òèï», êðîâåíîñíûå ñèñòåìû
êîòîðûõ áûëè àíàñòîìîçèðîâàíû. Â ðåçóëüòàòå, íåñêîëüêî
äåñÿòêîâ ìå÷åíûõ GFP «ãåòåðîêàðèîíîâ», ýêñïðåññèðóþùèõ
êàëüáèíäèí, ìàðêåð íåéðîíîâ Ïóðêèíüå, îïðåäåëÿëîñü ó
ìûøåé äèêîãî òèïà. Âàæíî, ÷òî ÷åðåç 20 íåä. ïîñëå ðàçäåëåíèÿ æèâîòíûõ, êîãäà õèìåðèçì êëåòîê ïåðèôåðè÷åñêîé êðîâè ñíèçèëñÿ ñ 50% äî 6-10%, GFP-ïîëîæèòåëüíûå
íåðâíûå êëåòêè âñå åùå îïðåäåëÿëèñü â ìîçæå÷êå, ÷òî ïîçâîëÿåò ñóäèòü îá èõ äîëãîñðî÷íîé, à íå âðåìåííîé æèçíåñïîñîáíîñòè. Èíòåðåñíî, ÷òî àâòîðû íå óäåëèëè âíèìàíèÿ
âîïðîñó î ïðåîäîëåíèè òðàíñïëàíòèðîâàííûìè êëåòêàìè ãåìàòîýíöåôàëè÷åñêîãî áàðüåðà ïðè óñëîâèè ñîõðàíåíèÿ åãî
íîðìàëüíîé ïðîíèöàåìîñòè.
Ñëó÷àéíûì îêàçàëîñü óñòàíîâëåíèå êîððåëÿöèè ìåæäó
÷àñòîòîé îáðàçîâàíèÿ «ãåòåðîêàðèîíîâ» â ÖÍÑ è íàëè÷èåì
«õðîíè÷åñêîãî âîñïàëåíèÿ», íàáëþäàâøåãîñÿ ó íåêîòîðûõ
æèâîòíûõ ñ èäèîïàòè÷åñêèì ÿçâåííûì äåðìàòèòîì íåèçâåñòíîé ýòèîëîãèè. Ïîä «õðîíè÷åñêèì âîñïàëåíèåì» ïîíèìàþò
êîìïåíñàòîðíóþ çàùèòíóþ ñîñóäèñòî-ñòðîìàëüíóþ ðåàêöèþ îðãàíèçìà, äëèòåëüíîñòü òå÷åíèÿ êîòîðîé îïðåäåëÿåòñÿ
ëèáî íàðóøåíèÿìè ñî ñòîðîíû èììóííîé ñèñòåìû (íåäîñòàòî÷íîñòü ôàãîöèòàðíîé àêòèâíîñòè ëåéêîöèòîâ), ëèáî íèçêîé
àíòèãåííîñòüþ ïàòîãåíà èëè ïðîäîëæàþùèìñÿ åãî ïîñòóïëåíèåì â êðîâü [9]. Ïðè ýòîì ó ìûøåé ñ èíôèöèðîâàííûìè
ïîâðåæäåíèÿìè êîæíûõ ïîêðîâîâ âûÿâëÿëîñü íà ïîðÿäîê
áîëüøåå êîëè÷åñòâî ìå÷åííûõ GFP íåéðîíîâ Ïóðêèíüå, ÷èñëåííîñòü êîòîðûõ ê 58 íåä. ñîñòàâëÿëà îêîëî 600 íà ìîçæå÷îê. Îäíàêî ó ïàðàáèîíòîâ êàê ñ äåðìàòèòîì, òàê è áåç
íåãî îïðåäåëÿëîñü ñõîäíîå êîëè÷åñòâî êëåòîê ìèêðîãëèè,
ïîçèòèâíûõ íà ìàðêåð, ÷òî óêàçûâàåò íà îòñóòñòâèå èçìåíåíèé ïðîíèöàåìîñòè ãåìàòîýíöåôàëè÷åñêîãî áàðüåðà.
Ïîõîæèå ðåçóëüòàòû íàáëþäàëèñü ó æèâîòíûõ ñ äåðìàòèòîì ïîñëå òðàíñïëàíòàöèè êîñòíîãî ìîçãà. Åùå áîëåå çíà÷èòåëüíàÿ ñâÿçü ìåæäó îáðàçîâàíèåì «ãåòåðîêàðèîíîâ» è
âîñïàëåíèåì áûëà ïðîäåìîíñòðèðîâàíà íà æèâîòíûõ ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûì àóòîèììóííûì ýíöåôàëèòîì, õàðàêòåðèçóþùèìñÿ ñíèæåíèåì ÷èñëåííîñòè îëèãîäåíäðîöèòîâ è
íåéðîíîâ Ïóðêèíüå.  ýòîì ñëó÷àå, êîëè÷åñòâî GFP-ïîëîæèòåëüíûõ ãåòåðîêàðèîíîâ ñîñòàâëÿëî íåñêîëüêî òûñÿ÷.
Âàæíî, ÷òî èíäóöèðîâàííîå ââåäåíèåì ïðîñòàãëàíäèíîâ
ïîâûøåíèå ïðîíèöàåìîñòè ãåìàòîýíöåôàëè÷åñêîãî áàðüåðà, ñîïðîâîæäàþùååñÿ âûðàæåííîé ïåðèâàçàëüíîé
èíôèëüòðàöèåé íåðâíîé òêàíè ìå÷åíûìè ìàêðîôàãàìè è
êëåòêàìè ìèêðîãëèè, íå ïðèâîäèëî ê óâåëè÷åíèþ ÷èñëåííîñòè GFP-ïîëîæèòåëüíûõ íåéðîíîâ Ïóðêèíüå, ÷òî ïîä÷åðêèâàåò íåñïîñîáíîñòü äèôôåðåíöèðîâàííûõ ïðîèçâîäíûõ
ÃÑÊ ê ñëèÿíèþ ñ íåéðîíàìè.
Èññëåäîâàòåëè âûïîëíèëè òðàíñïëàíòàöèþ êîñòíîãî
ìîçãà òðàíñãåííûõ êðûñ, êëåòêè êîòîðûõ ýêñïðåññèðîâàëè
GFP, â îðãàíèçì ìûøåé, ÷òîáû ñôîðìèðîâàòü õèìåðíûå
ãåòåðîêàðèîíû èç ãðóøåâèäíûõ íåéðîíîâ ìîçæå÷êà äëÿ
îïðåäåëåíèÿ ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ ñ ãåíåòè÷åñêèì ìàòåðèàëîì ïîñëå ñëèÿíèÿ êëåòîê. Ìåòîäîì ÏÖÐ ñ îáðàòíîé
òðàíñêðèïöèåé áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ãåòåðîêàðèîíû ýêñïðåññèðóþò íåéðîí-ñïåöèôè÷íûå òðàíñêðèïöèîííûå ôàêòîðû
êðûñ (Pcp2, Calb1, Kcnc1, Gsbs), à ïðîäóêöèÿ ãåìîïîýòè÷åñêèõ (CD45, CD11b, F4/80 è Iba1) íå îïðåäåëÿëàñü. Ýòè
äàííûå ïîçâîëÿþò ñóäèòü î ñâîåîáðàçíîì ðåïðîãðàììèðîâàíèè ÿäåð òðàíñïëàíòèðîâàííûõ êëåòîê, ïîäâåðãøèõñÿ
ñëèÿíèþ, â ñòîðîíó àêòèâàöèè íåéðîíàëüíûõ ìàðêåðîâ è
ñóïðåññèè ãåìîïîýòè÷åñêèõ.
Íóæíî îòìåòèòü, ÷òî â ãîëîâíîì ìîçãå ñëèÿíèå ÃÑÊ óñòàíîâëåíî òîëüêî ñ íåéðîíàìè Ïóðêèíüå [4, 10]. Îäíàêî â
ðàáîòå íå îöåíèâàëèñü ìåõàíèçìû, îïðåäåëÿþùèå íàïðàâëåííóþ ìèãðàöèþ êëåòîê èìåííî ê íåéðîíàì Ïóðêèíüå è
ïðåîäîëåíèå ÃÝÁ. Èçâåñòíî, ÷òî õîóìèíã ÃÑÊ ê îáëàñòè âîñïàëåíèÿ êîíòðîëèðóåòñÿ ðÿäîì áèîõèìè÷åñêèõ îñåé, òàêèõ
êàê SDF-1/CXCR4, SCF/c-Kit, VEGF/VEGFR, HGF/c-Met.
Ïðè ýòîì ïîêàçàíà ýêñïðåññèÿ ãðóøåâèäíûìè íåéðîíàìè
ìîçæå÷êà c-Kit è åãî ëèãàíäà [11], ÷òî ìîæåò ñëóæèòü îäíèì èç ìåõàíèçìîâ, ðåãóëèðóþùèõ íàïðàâëåííóþ ìèãðàöèþ
ãåìîïîýòèêîâ ê íåéðîíàì Ïóðêèíüå.
Òàêèì îáðàçîì, ñîâðåìåííûå äàííûå ïîêàçûâàþò, ÷òî
ñëèÿíèå ïðîãåíèòîðíûõ êëåòîê êîñòíîãî ìîçãà ñ ãðóøåâèäíûìè êëåòêàìè ìîçæå÷êà èíòåíñèôèöèðóåòñÿ ïðè ïàòîëîãèÿõ, â îñíîâå êîòîðûõ ëåæàò ïðîöåññû âîñïàëåíèÿ. Äî
íàñòîÿùåãî âðåìåíè îñòàþòñÿ íåÿñíûìè ìåõàíèçìû, êîíòðîëèðóþùèå ìèãðàöèþ êëåòîê, ïðåäøåñòâóþùóþ ñëèÿíèþ,
à áèîëîãè÷åñêîå çíà÷åíèå íîñèò ëèøü ãèïîòåòè÷åñêèé õàðàêòåð.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Ãîëîëîáîâ Â.Ã., Äååâ Ð.Â. Ñòâîëîâûå ñòðîìàëüíûå êëåòêè è
îñòåîáëàñòè÷åñêèé êëåòî÷íûé äèôôåðîí. Ìîðôîëîãèÿ 2003; 123(1): 9-19.
2. Sherwood R.I., Christensen J.L., Weissman I.L. et al. Determinants of
skeletal muscle contributions from circulating cells, bone marrow cells, and
hematopoietic stem cells. Stem Cells 2004; 22(7): 1292-304.
3. Vassilopoulos G., Wang P. R., Russell D. W. Transplanted bone marrow
regenerates liver by cell fusion. Nature 2003; 422: 901–904.
4. Johansson C.B., Youssef S., Koleckar K. Extensive fusion of
haematopoietic cells with Purkinje neurons in response to chronic inflammation.
Nature cell biology 2008; 10(5): 575-83.
5. LaBarge M.A., Blau H.M. Biological progression from adult bone marrow
to mononucleate muscle stem cell to multinucleate muscle fiber in response to
injury. Cell 2002; 111: 589–601.
6. Rizvi A.Z., Swain J.R., Davies P.S. Bone marrow-derived cells fuse with
normal and transformed intestinal stem cells. PNÀS 2006; 103: 6321-25.
7. Pawelek J.M, Chakraborty A.K. Fusion of tumour cells with bone marrowderived cells: a unifying explanation for metastasis. Nat. Rev. Cancer 2008; 8(5):
377-86.
8. Bae J., Han H.S., Youn D. Bone marrow-derived mesenchymal stem
cells promote neuronal networks with functional synaptic transmission after
transplantation into mice with neurodegeneration. Stem Cells 2007; 25(5):
1307-16.
9. Ïîâçóí Ñ.À. Îáùàÿ ïàòîëîãè÷åñêàÿ àíàòîìèÿ. Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ
ìåäèöèíñêèõ âóçîâ. – ÑÏá.; ÑÎÒÈÑ, 2006: 336.
10. Weimann J.M., Johansson C.B., Trejo A. et al. Stable reprogrammed
heterokaryons form spontaneously in Purkinje neurons after bone marrow
transplant. Nature Cell Biol. 2003; 5: 959-66.
11. Manova K., Bachvarova R.F., Huang E.J. Ñ-kit receptor and ligand
expression in postnatal development of the mouse cerebellum suggests a function
for c-kit in inhibitory interneurons. J. Neurosci. 1992; 12(12): 4663-76.
Ïîäãîòîâèë È.ß. Áîçî
Ïî ìàòåðèàëàì: Johansson C.B., Youssef S., Koleckar K. Extensive fusion of haematopoietic cells
with Purkinje neurons in response to chronic inflammation. Nature cell biology 2008; 10(5): 575-83
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
15
Îáíàðóæåí ñïåöèôè÷åñêèé áëîêàòîð ïðîöåññèíãà
ìèêðî-ÐÍÊ, ó÷àñòâóþùèõ â ïðîöåññàõ
äèôôåðåíöèðîâêè êëåòîê
Ìèêðî-ÐÍÊ ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé êîðîòêèå íåêîäèðóþùèå
ÐÍÊ, îñíîâíîé ôóíêöèåé êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ ïîñòòðàíñêðèïöèîííàÿ ðåïðåññèÿ ýêñïðåññèè ãåíîâ. Ìèêðî-ÐÍÊ îáðàçóþòñÿ ïðè ïðîöåññèíãå èõ ïðåäøåñòâåííèêîâ - ïðè-ìèêðîÐÍÊ (pri-micro-RNAs), èëè ïåðâè÷íûõ ìèêðî-ÐÍÊ.
Ïðîöåññèíã ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ çàêëþ÷àåòñÿ â ïîñëåäîâàòåëüíîì îòùåïëåíèè îò íèõ îïðåäåëåííûõ íóêëåîòèäíûõ
ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî îáðàçóþòñÿ
ñíà÷àëà ïðå-ìèêðî-ÐÍÊ (pre-micro-RNAs), à çàòåì ôóíêöèîíàëüíûå òðàíñêðèïòû. Êîìïëåêñ ôåðìåíòîâ, îñóùåñòâëÿþùèõ ïðîöåññèíã (òàê íàçûâàåìûé «ìèêðîïðîöåññîð»)
ñîñòîèò èç êîìïîíåíòà ðèáîíóêëåàçû III (áåëêà Drosna),
ñâÿçûâàþùåãî äâóíèòåâóþ ÐÍÊ áåëêà DGCR8 [1, 2] è ýíçèìàòè÷åñêèõ êîìïëåêñîâ Dicer [3, 4].
Ïîñòòðàíñêðèïöèîííûé êîíòðîëü ýêñïðåññèè ìèêðîÐÍÊ âûñîêî ñïåöèôè÷åí (5) è íåîáõîäèì äëÿ ðåãóëÿöèè
äèôôåðåíöèðîâêè êëåòîê [6, 7]. Â ýìáðèîíàëüíûõ òêàíÿõ
ïðîöåññèíã ìíîãèõ ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ áëîêèðóåòñÿ, àêòèâèðóÿñü òîëüêî âî âðåìÿ êîììèòèðîâàíèÿ êëåòîê ê äèôôåðåíöèðîâêå. Èçâåñòíî, ÷òî â ÝÑÊ ÷åëîâåêà è ìûøè, à òàêæå â
êëåòêàõ íåêîòîðûõ çëîêà÷åñòâåííûõ îïóõîëåé ïîâûøåíà
êîíöåíòðàöèÿ ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ, îäíàêî îòñóòñòâóþò ñîîòâåòñòâóþùèå ôóíêöèîíàëüíûå ìèêðî-ÐÍÊ. Ýòî ïîçâîëÿåò
ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ïðîöåññå ñîçðåâàíèÿ ìèêðî-ÐÍÊ ñóùåñòâóåò íåêèé áëîê, ìåõàíèçì êîòîðîãî äî ñåãîäíÿøíåãî
äíÿ îñòàâàëñÿ íåèçâåñòíûì. Äëÿ ÝÑÊ ìëåêîïèòàþùèõ áûëî
ïîêàçàíî, ÷òî â íèõ ïîâûøåíî êîëè÷åñòâî ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ
èç ñåìåéñòâà let-7 è, ñîîòâåòñòâåííî, êîìïîíåíòîâ ìèêðî-
 äèôôåðåíöèðîâàííûõ êëåòêàõ (ñïðàâà) let-7 ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ ïîäâåðãàåòñÿ ïðîöåññèíãó, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïðîèñõîäèò
îáðàçîâàíèå çðåëîé ìèêðî-ÐÍÊ Let-7, êîòîðàÿ íà ïîñòòðàíñêðèïöèîííîì óðîâíå èíãèáèðóåò ýêñïðåññèþ ãåíîâ-ìèøåíåé.
 íåäèôôåðåíöèðîâàííûõ ýìáðèîíàëüíûõ êëåòêàõ (ñëåâà) Lin28 ñâÿçûâàåò ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ Let-7
è ïðåïÿòñòâóåò åå ïðîöåññèíãó
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
16
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ïðîöåññîðà, áëîêèðóþùèõ ðàñùåïëåíèå ýòèõ ïðè-ìèêðîÐÍÊ [8].
Íàó÷íàÿ ãðóïïà S.R. Viswanathan et al. ïîêàçàëà, ÷òî ïðèìèêðî-ÐÍÊ let-7g (pri-let-7g) ïðèñóòñòâóåò â áîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ â ýìáðèîíàëüíûõ ñòâîëîâûõ êëåòêàõ è ïðîöåññèðóåòñÿ òîëüêî â õîäå äèôôåðåíöèðîâêè (íà äåñÿòûå ñóòêè
ïîñëå íà÷àëà äèôôåðåíöèðîâêè äëÿ ìûøèíûõ ÝÑÊ). Òàêæå
óäàëîñü îáúÿñíèòü ìåõàíèçì áëîêà ïðîöåññèíãà pri-let-7g.
Íà ïåðâîì ýòàïå èññëåäîâàòåëè ñðàâíèëè, êàê ëèçàòû êëåòîê ðàçëè÷íûõ òèïîâ âëèÿþò íà îïîñðåäîâàííîå ìèêðîïðîöåññîðîì ðàñùåïëåíèå pri-let-7g in vitro. Ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ
ñíà÷àëà èíêóáèðîâàëè ñ êëåòî÷íûì ëèçàòîì, à çàòåì ïîäâåðãàëè ðàñùåïëåíèþ âûñîêîî÷èùåííûì êîìïëåêñîì ôåðìåíòîâ ìèêðîïðîöåññîðà. Âûÿñíèëîñü, ÷òî ëèçàòû êëåòîê
ýìáðèîíàëüíîé êàðöèíîìû ëèíèè P19 ïîëíîñòüþ èíãèáèðóþò ïðîöåññèíã ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ, â òî âðåìÿ êàê ëèçàòû
äèôôåðåíöèðîâàííûõ ýìáðèîíàëüíûõ ôèáðîáëàñòîâ ìûøè
íèêàê íå âëèÿþò íà ðàñùåïëåíèå ïðè-ìèêðî-ÐÍÊ.
Áûëî ïðåäïîëîæåíî, ÷òî ñóùåñòâóåò íåêèé ñïåöèôè÷åñêèé èíãèáèòîð ïðîöåññèíãà, ïðèñóòñòâóþùèé èñêëþ÷èòåëüíî
â íåäèôôåðåíöèðîâàííûõ êëåòêàõ. Ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîôîðåçà
óäàëîñü âûÿâèòü ïðèñóòñòâèå â ýòèõ êëåòêàõ êîìïëåêñà áåëêîâ, ñâÿçûâàþùèõ pri-let-7g. Áîëüøèíñòâî ýòèõ áåëêîâ áûëè
ðàíåå èäåíòèôèöèðîâàíû êàê êîìïîíåíòû êîìïëåêñà Drosna
[2]. Îäíèì èç íèõ îêàçàëñÿ âûñîêî êîíñåðâàòèâíûé ÐÍÊ-ñâÿçûâàþùèé áåëîê Lin28. Ðàíåå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ìóòàöèè
ÐÍÊ-ñâÿçûâàþùåãî äîìåíà Lin28 ïðèâîäÿò ê íàðóøåíèÿì
ýìáðèîíàëüíîãî ðàçâèòèÿ íåêîòîðûõ îðãàíèçìîâ [9], à òàêæå, ÷òî ãåí ýòîãî áåëêà àêòèâíî ýêñïðåññèðóåòñÿ â ÝÑÊ ìûøè
è ÷åëîâåêà è ÷òî åãî ýêñïðåññèÿ ïîäàâëÿåòñÿ ïðè äèôôåðåíöèðîâêå ýòèõ êëåòîê [10].
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Denli A.M., Tops B.B.J., Plasterk R.H.A., Ketting R.F., Hannon G.J. Processing
of primary microRNAs by the Microprocessor complex. Nature 2004; 432: 231-5.
2. Gregory R.I., Yan K.P., Amuthan G. et al. The Microprocessor complex
mediates the genesis of microRNAs. Nature 2004; 432: 235-40.
3. Chendrimada T.P., Gregory R.I., Kumaraswamy E. et al. TRBP recruits the
Dicer complex to Ago2 for microRNA processing and gene silencing. Nature
2005; 436: 740-4.
4. Chendrimada T.P., Finn K.J., Ji X. et al. MicroRNA silencing through RISC
recruitment of eIF6. Nature 2007; 447(7146): 823-8.
5. Obernosterer G., Leuschner P.J.F., Alenius M., Martinez J. Posttranscriptional regulation of microRNA expression. RNA 2006; 12: 1161-7.
S.R. Viswanathan è ñîàâò. ïîäòâåðäèëè äàííûå ïî äèíàìèêå ýêñïðåññèè Lin28 ïðè äèôôåðåíöèðîâêå ÝÑÊ â ñîñòàâå ýìáðèîèäíûõ òåëåö, à òàêæå ïðîäåìîíñòðèðîâàëè, ÷òî
ñíèæåíèå êîíöåíòðàöèè ýòîãî áåëêà ïðåäøåñòâóåò ïîäàâëåíèþ ýêñïðåññèè òàêèõ ôàêòîðîâ ïëþðèïîòåíòíîñòè, êàê
Nanog è Oct4. Òàêæå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî Lin28 ñïåöèôè÷åñêè
áëîêèðóåò ïðîöåññèíã ìèêðî-ÐÍÊ let-7g è íå âëèÿåò íà
ïðîöåññèíã äðóãèõ ìèêðî-ÐÍÊ. Ïðè âíåñåíèè â êëåòêè ñ
äåôèöèòîì ýêñïðåññèè Lin28 íåñêîëüêèõ ðàçëè÷íûõ ïðèìèêðî-ÐÍÊ âñå îíè ïðåòåðïåâàëè ïðîöåññèíã, îáðàçóÿ
ôóíêöèîíàëüíûå òðàíñêðèïòû. Òåì íå ìåíåå, ýêòîïè÷åñêàÿ
ýêñïðåññèÿ Lin28 ïðèâîäèëà ê ïîäàâëåíèþ ïðîöåññèíãà íå
òîëüêî ïðè-let-7g, íî è ïðè-let-7g - ýòî ïîçâîëÿåò çàêëþ÷èòü,
÷òî åãî ñïåöèôè÷íîñòü ìîæåò â äåéñòâèòåëüíîñòè áûòü íå
àáñîëþòíîé.
Ãîìîëîã Lin28 - áåëîê Lin28B - àêòèâíî ïðîäóöèðóåòñÿ
â çëîêà÷åñòâåííûõ êëåòêàõ ïåðâè÷íûõ îïóõîëåé ó ÷åëîâåêà,
íàïðèìåð, â êëåòêàõ ãåïàòîöåëëþëÿðíîé êàðöèíîìû [8]. Ïî
ýòîé ïðè÷èíå ðåçóëüòàòû äàííîé ðàáîòû âåñüìà èíòåðåñíû
ñ òî÷êè çðåíèÿ òåðàïèè çëîêà÷åñòâåííûõ çàáîëåâàíèé. ßñíî,
÷òî ìóòàöèè ðàçëè÷íûõ êîìïîíåíòîâ ìèêðîïðîöåññîðíîãî
êîìïëåêñà ìîãóò ïðèâîäèòü ê íàðóøåíèÿì ïðîöåññîâ ðàçâèòèÿ, à òàêæå áûòü ïðè÷èíîé çëîêà÷åñòâåííîé òðàíñôîðìàöèè êëåòîê âçðîñëîãî îðãàíèçìà. Çíàíèå ìåõàíèçìîâ
àêòèâàöèè è ðåïðåññèè ïðîöåññèíãà ìèêðî-ÐÍÊ, îò êîòîðûõ çàâèñÿò, â ñâîþ î÷åðåäü, àêòèâàöèÿ è èíãèáèðîâàíèå
ýêñïðåññèè ñàìûõ ðàçëè÷íûõ ãåíîâ, ó÷àñòâóþùèõ â äèôôåðåíöèðîâêå è ïðîëèôåðàöèè êëåòîê, íåîáõîäèìî äëÿ óñïåøíîãî ïîèñêà òåðàïèè çàáîëåâàíèé, ñâÿçàííûõ ñ íàðóøåíèÿìè
ýòèõ ïðîöåññîâ.
6. Mineno J., Okamoto S., Ando T. et al. The expression profile of microRNAs
in mouse embryos. Nucleic Acids Res. 2006; 34: 1765-71.
7. Wulczyn F.G., Smirnova L., Rybak A. et al. Post-transcriptional regulation of
the let-7 microRNA during neural cell specification. FASEB J. 2007; 21: 415-26.
8. Thomson J.M., Newman M., Parker J.S. et al. Extensive post-transcriptional
regulation of microRNAs and its implications for cancer. Genes Dev. 2006; 20:
2202-7.
9. Moss E.G., Lee R.C., Ambros V. The cold shock domain protein LIN-28
controls developmental timing in C. elegans and is regulated by the lin-4 RNA.
Cell 1997; 88: 637-46.
10. Polesskaya A., Cuvellier S., Naguibneva I. et al. Lin-28 binds IGF-2 mRNA
and participates in skeletal myogenesis by increasing translation efficiency. Genes
Dev. 2007; 21: 1125-38.
Ïîäãîòîâèëà À.Ñ. Ãðèãîðÿí
Ïî ìàòåðèàëàì: Viswanathan S.R., Daley G.Q., Gregory R.I. Selective Blockade
of MicroRNA Processing by Lin28. Science 2008; 320: 96-100
Óñïåøíàÿ èíäóêöèÿ ïëþðèïîòåíòíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê
èç íåéðàëüíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê
ñ ïîìîùüþ äâóõ ôàêòîðîâ
 áîëüøèíñòâå íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé äëÿ ïîëó÷åíèÿ
èíäóöèðîâàííûõ ïëþðèïîòåíòíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê (induced
pluripotent stem cells, iPS cells), íåçàâèñèìî îò èñïîëüçóþùåéñÿ èñõîäíîé êëåòî÷íîé ïîïóëÿöèè (ôåòàëüíûå èëè
âçðîñëûå êîæíûå ôèáðîáëàñòû, ñèíîâèîöèòû è äð.), ïðèìåíÿåòñÿ ñòàíäàðòíûé íàáîð ôàêòîðîâ, âêëþ÷àþùèé Oct4,
Sox2, c-Myc, Klf4, Nanog, Lin28, âûñîêèé óðîâåíü ýêñïðåññèè êîòîðûõ õàðàêòåðåí äëÿ ÝÑÊ [1, 2]. Àâòîðû îòäàþò
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
ïðåäïî÷òåíèå ðàçíûì èíäóêòîðàì ñ ó÷åòîì èõ ôóíêöèîíàëüíîé çíà÷èìîñòè, íî ïðèåìëåìûå ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû
äîñòèãàþòñÿ ëèøü ñ ïðèìåíåíèåì êâàðòåòà ôàêòîðîâ. Ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå óñòàíîâëåííûé íåãàòèâíûé ýôôåêò ðåàêòèâàöèè c-Myc â âèäå èíäóêöèè àïîïòîçà [4] è îïóõîëåâîé
òðàíñôîðìàöèè iPS êëåòîê [5], öåëåñîîáðàçíà ðàçðàáîòêà
ïðîòîêîëîâ ñ óìåíüøåíèåì êîëè÷åñòâà ôàêòîðîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ.  ïåðñïåêòèâå, ýòî ïîçâîëèëî
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
áû ïîâûñèòü áåçîïàñíîñòü ïðèìåíåíèÿ êóëüòóð iPS êëåòîê, ÷òî êðàéíå íåîáõîäèìî äëÿ ïðîâåäåíèÿ êëèíè÷åñêèõ
èñïûòàíèé.
Òåîðåòè÷åñêè, ñîêðàùåíèå êîëè÷åñòâà ýêçîãåííûõ èíäóêòîðîâ ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ âîçìîæíî ïðè äîñòàòî÷íîé
ýíäîãåííîé ýêñïðåññèè íåêîòîðûõ èç íèõ. Òàê, íàïðèìåð,
íåéðàëüíûå ñòâîëîâûå êëåòêè (ÍÑÊ) õàðàêòåðèçóþòñÿ âûñîêèì óðîâíåì ýêñïðåññèè Sox2 (â äâà ðàçà âûøå ïî ñðàâíåíèþ ñ ÝÑÊ) [6, 7], êîòîðûé, ðåãóëèðóÿ àêòèâíîñòü ãåíîâ,
îòâåòñòâåííûõ çà ïðîëèôåðàöèþ è äèôôåðåíöèðîâêó, ïîääåðæèâàåò ìóëüòèïîòåíòíûé ñòàòóñ êëåòîê [8]. Êðîìå òîãî,
J.B. Kim ñ ñîàâò. ïîêàçàëè ïðàêòè÷åñêè ðàâíîå ñîäåðæàíèå
áåëêà, êîäèðóþùåãîñÿ ãåíîì c-Myc, â ÍÑÊ è ÝÑÊ, à òàêæå
ýêñïðåññèþ Klf4, óðîâåíü êîòîðîé â âîñåìü ðàç íèæå ïî
ñðàâíåíèþ ñ ÝÑÊ. Ðóêîâîäñòâóÿñü ýòèìè äàííûìè, J.B. Kim
ñ ñîàâò. ïðåäïðèíÿëè èññëåäîâàíèå, â êîòîðîì âûïîëíÿëè
ðåïðîãðàììèðîâàíèå íåéðàëüíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê (ÍÑÊ)
ñ èñïîëüçîâàíèåì âñåãî äâóõ ôàêòîðîâ.
Íà ïåðâîì ýòàïå ýêñïåðèìåíòà èññëåäîâàòåëè óñòàíîâèëè âîçìîæíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ÍÑÊ ïîñðåäñòâîì
òðàíñôåêöèè ðåòðîâèðóñíûìè âåêòîðàìè, ñîäåðæàùèìè
÷åòûðå ôàêòîðà: Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4. Ñîîòâåòñòâèå ïîëó÷åííûõ iPS êëåòîê è ÝÑÊ äîêàçàëè ïî ñòàíäàðòíîìó ïëàíó,
ïðåäóñìàòðèâàþùåìó èçó÷åíèå ìîðôîëîãèè, èììóíîôåíîòèïà, ãåíåòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, íàëè÷èÿ òåðàòîì ïðè
ïîäêîæíîì ââåäåíèè. Çàòåì àâòîðû ñ öåëüþ ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ââîäèëè â ÍÑÊ ðàçëè÷íûå êîìáèíàöèè òðåõ èç ÷åòûðåõ óêàçàííûõ ôàêòîðîâ. Ïðè ýòîì â êàæäîì ñëó÷àå îäíèì
èç èíäóêòîðîâ ÿâëÿëñÿ Oct4, à äâà äðóãèõ ìåíÿëèñü. Ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû íàáëþäàëèñü ïðè èñïîëüçîâàíèè
ëþáîãî âàðèàíòà, îäíàêî ðàçëè÷èÿ çàêëþ÷àëèñü â ñðîêå
ôîðìèðîâàíèÿ êîëîíèé iPS êëåòîê. Òàê, ïðè òðàíñôåöèðîâàíèè ÍÑÊ êîìïëåêñîì Oct4 - Klf4 - ñ-Myc ðåïðîãðàììèðîâàíèå çàâåðøàëîñü ê êîíöó ïåðâîé íåäåëè, ïðè èñïîëüçîâàíèè âåêòîðà Oct4 - Klf4 - Sox2 - çà 2-3 íåä., à â ñëó÷àå
Oct4 - c-Myc - Sox2 ïîëó÷åíèå êóëüòóðû iPS êëåòîê îñóùåñòâëÿëîñü â òå÷åíèå áîëåå äëèòåëüíîãî âðåìåíè. Óêàçàííûå
äàííûå ñâèäåòåëüñòâóþò î âîçìîæíîñòè ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ÍÑÊ âñåãî òðåìÿ èíäóêòîðàìè â îòñóòñòâèè ëþáîãî èç ýêñïðåññèðóþùèõñÿ ýíäîãåííî (c-Myc, Sox2, Klf4), ïðè÷åì âðåìÿ ïîëó÷åíèÿ êîëîíèé iPS êëåòîê îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Takahashi K., Yamanaka S., Tanabe K. et al. Induction of Pluripotent Stem
Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors. Cell 2007; 131 (5):
861-72.
2. Yu J., Vodyanik M.A., Thomson J.A. Induced Pluripotent Stem Cell Lines
Derived from Human Somatic Cells. Science 2007; 318 (5858): 1917-20.
3. Wernig M., Meissner A., Foreman R. et. al. In vitro reprogramming of fibroblasts
into a pluripotent ES-cell-like state. Nature 2007; 448 (7151): 260-2.
4. Sumi T., Tsuneyoshi N., Nakatsuji N. et al. Apoptosis and differentiation of
human embryonic stem cells induced by sustained activation of c-Myc. Oncogene
17
ýíäîãåííîìó óðîâíþ ýêñïðåññèè ôàêòîðà, îòñóòñòâóþùåãî
â ðåòðîâèðóñíîì âåêòîðå.
 äàëüíåéøåì, èññëåäîâàòåëè îöåíèâàëè ýôôåêòèâíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ÍÑÊ ðàçëè÷íûìè êîìáèíàöèÿìè èç äâóõ èíäóêòîðîâ. Îêàçàëîñü, ÷òî ê ôîðìèðîâàíèþ
êîëîíèé iPS êëåòîê ïðèâîäÿò ëèøü äâà âàðèàíòà: íàèáîëåå
áûñòðî - Oct4 - Klf4, à íà îäíó-äâå íåäåëè ìåäëåííåå Oct4 - c-Myc. Çàòåì, àâòîðû ñðàâíèâàëè ñâîéñòâà êëåòî÷íûõ êóëüòóð, ïîëó÷åííûõ ïðè èñïîëüçîâàíèè Oct4 - Klf4 è
êâàðòåòà ôàêòîðîâ ìåæäó ñîáîé, à òàêæå ñ ÝÑÊ. Óñòàíîâèëè, ÷òî ìîðôîëîãè÷åñêè èäåíòè÷íûå êîëîíèè ðàçëè÷íûõ
êëåòî÷íûõ ïîïóëÿöèé õàðàêòåðèçóþòñÿ ñõîäíûì óðîâíåì
ýêñïðåññèè ãåíîâ-ìàðêåðîâ ÝÑÊ (Oct4, Nanog, Sox2, Fgf4,
Eras, Cfc1, Zfp42, Utf1, Dppa5a), à òàêæå áûëè ïîçèòèâíû
ïî SSEA-1. Êðîìå òîãî, ìåòîäîì ÏÖÐ ñ îáðàòíîé òðàíñêðèïöèåé áûëî ïîêàçàíî, ÷òî iPS êëåòêè, ïîëó÷åííûå ïðè èñïîëüçîâàíèè äâóõ èíäóêòîðîâ, è ÝÑÊ õàðàêòåðèçóþòñÿ îäèíàêîâûìè óðîâíÿìè ýêñïðåññèè ýíäîãåííûõ Oct4, Sox2,
c-Myc è Klf4 ñ òûñÿ÷åêðàòíûì ïîíèæåíèåì àêòèâíîñòè ðåòðîâèðóñíûõ ôàêòîðîâ ÷åðåç 30 äíåé ïîñëå òðàíñôåêöèè.
Ïëþðèïîòåíòíîñòü ñðàâíèâàåìûõ êóëüòóð iPS êëåòîê
áûëà ïîäòâåðæäåíà ôîðìèðîâàíèåì ýìáðèîèäíûõ òåëåö,
äèôôåðåíöèðîâêîé â êàðäèîìèîöèòû, îáðàçîâàíèåì ïîäêîæíûõ òåðàòîì, êëåòêè êîòîðûõ ýêñïðåññèðîâàëè ìàðêåðû
ýêòîäåðìàëüíîé (Tuj1), ýíäîäåðìàëüíîé (AFP) è ìåçîäåðìàëüíîé (Flk1) ïðèíàäëåæíîñòè. Èíúåêöèÿ iPS êëåòîê, ïîëó÷åííûõ ïðè ðåïðîãðàììèðîâàíèè äâóìÿ ôàêòîðàìè, â äèïëîèäíûå è òåòðàïëîèäíûå áëàñòîöèñòû ïðèâîäèëà ê
ôîðìèðîâàíèþ õèìåð, êîòîðûå â ïåðâîì ñëó÷àå áûëè æèçíåñïîñîáíû. Ïðè ýòîì êëåòêè, ÿâëÿþùèåñÿ ïðîèçâîäíûìè
ðàçíûõ çàðîäûøåâûõ ëèñòêîâ, íåñëè ìàðêåð (GFP), ÷òî óêàçûâàåò íà èõ ïðîèñõîæäåíèå îò ââåäåííîé êóëüòóðû êëåòîê,
ãåíîì êîòîðûõ ñîäåðæèò ðåòðîâèðóñíûé âåêòîð, ìàðêèðîâàííûé GFP.
Òàêèì îáðàçîì, ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ñîìàòè÷åñêèõ êëåòîê (ÍÑÊ) âñåãî äâóìÿ ôàêòîðàìè çà ñ÷åò ýíäîãåííîé ýêñïðåññèè îñòàëüíûõ. Îñîáåííî
âàæíî, ÷òî ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû äîñòèãàþòñÿ è áåç
ïðèìåíåíèÿ ðåòðîâèðóñíûõ âåêòîðîâ, ñîäåðæàùèõ c-Myc,
êîòîðûé âíîñèò ñóùåñòâåííûé âêëàä â îïàñíîñòü îïóõîëåâîé òðàíñôîðìàöèè iPS êëåòîê.
2007; 26 (38): 5564-76.
5. Okita K., Ichisaka T., Yamanaka S. Generation of germline-competent
induced pluripotent stem cells. Nature 2007; 448 (7151): 313-7.
6. Episkopou V. SOX2 functions in adult neural stem cells. Trends Neurosci.
2005; 28: 219-21.
7. Kim J. B., Zaehres H., Wu G. Pluripotent stem cells induced from adult neural
stem cells by reprogramming with two factors. Nature 2008; 7204: 646-50.
8. Avilion A.A., Nicolis S.K., Pevny L.H. et al. Multipotent cell lineages in
early mouse development depend on SOX2 function. Genes Dev. 2003;
17:126-40.
Ïîäãîòîâèë È.ß. Áîçî
Ïî ìàòåðèàëàì: Kim J. B., Zaehres H., Wu G. Pluripotent stem cells induced from adult neural stem cells
by reprogramming with two factors. Nature 2008; (7204): 646-50
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
18
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
Âëèÿíèå íåñïåöèôè÷åñêèõ èíãèáèòîðîâ
ÄÍÊ-ìåòèëòðàíñôåðàçû è ãèñòîíîâîé äåàöåòèëàçû
íà ýôôåêòèâíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ýìáðèîíàëüíûõ
ôèáðîáëàñòîâ ìûøåé
Ñòâîëîâûå êëåòêè, ñïåöèôè÷íûå äëÿ îïðåäåëåííîãî èíäèâèäóóìà (iPS-êëåòêè) ìîãóò áûòü ñîçäàíû ïóòåì ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ñîìàòè÷åñêèõ êëåòîê. Íå òàê äàâíî ïåðåäîâûå èññëåäîâàíèÿ ÿïîíñêèõ è àìåðèêàíñêèõ ó÷åíûõ
ïîêàçàëè, ÷òî ýêòîïè÷åñêàÿ ýêñïðåññèÿ ëèøü ÷åòûðåõ ôàêòîðîâ òðàíñêðèïöèè Oct4, Klf4, Sox2 è c-Myc ðåïðîãðàììèðóåò ìûøèíûå ýìáðèîíàëüíûå ôèáðîáëàñòû (ÌÝÔ) â
ÝÑÊ-ïîäîáíûå êëåòêè [1, 2]. Àíàëîãè÷íûå ýêñïåðèìåíòû
îêàçàëèñü óñïåøíûìè è ñ ÷åëîâå÷åñêèìè êëåòêàìè [3, 4],
÷òî ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü óíèâåðñàëüíîñòü ìåõàíèçìîâ
ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ êëåòîê. Îäíàêî, ðåïðîãðàììèðîâàíèå
ñ ïðèìåíåíèåì ðåòðîâèðóñîâ îêàçàëîñü ìåäëåííûì è ìàëîýôôåêòèâíûì ïðîöåññîì. Êðîìå òîãî, ãåíåòè÷åñêàÿ
òðàíñôîðìàöèÿ ñ ïîìîùüþ ýêçîãåííûõ ãåíîâ, â îñîáåííîñòè, îíêîãåíîâ, òàêèõ êàê c-Myc è Klf4 è èñïîëüçîâàíèå
ðåòðîâèðóñíîé ñèñòåìû äîñòàâêè çíà÷èòåëüíî îñëîæíÿþò
áóäóùåå òåðàïåâòè÷åñêîå ïðèìåíåíèå ýòîãî ìåòîäà. Ïîýòîìó íåîáõîäèìà ðàçðàáîòêà íîâûõ ïðîòîêîëîâ ïîëó÷åíèÿ
èíäèâèäóàëüíûõ ëèíèé ðåïðîãðàììèðîâàííûõ êëåòîê,
äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíûõ è ïîòåíöèàëüíî ïîäõîäÿùèõ äëÿ
èñïîëüçîâàíèÿ â êëèíèêå.
Ïðåäûäóùèå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî èíãèáèòîð ãèñòîíîâîé äåàöåòèëàçû (histone deacetylase, HDAC) è äåìåòèëèðîâàíèå ÄÍÊ îêàçûâàþò ïîëîæèòåëüíîå âëèÿíèå íà
ýôôåêòèâíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ïðè ïåðåíîñå ÿäðà
ñîìàòè÷åñêîé êëåòêè [5]. Ýòîò ôàêò íàòîëêíóë íåêîòîðûõ
èññëåäîâàòåëåé íà ìûñëü î òîì, ÷òî íåñïåöèôè÷åñêèå ýïèãåíåòè÷åñêèå ðåãóëÿòîðû ìîãóò óâåëè÷èòü ýôôåêòèâíîñòü
ïîëó÷åíèÿ iPS-êëåòîê.
Ãðóïïà ïîä ðóêîâîäñòâîì D. Melton îïóáëèêîâàëà ðàáîòó, ðåçóëüòàòû êîòîðîé ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî èíãèáèòîðû ÄÍÊ-ìåòèëòðàíñôåðàçû è ãèñòîíîâîé äåàöåòèëàçû ïîâûøàþò ýôôåêòèâíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ â
äåñÿòêè è ñîòíè ðàç íà ïðèìåðå òðàíñãåííûõ Oct4-GFP
ÌÝÔ.
Èñïîëüçóÿ òðàíñãåí Oct4-GFP èññëåäîâàòåëè ïðîâåðèëè êàê âûáðàííûå íåáîëüøèå ìîëåêóëû âëèÿþò íà ìîäèôèêàöèþ õðîìàòèíà è ðåïðîãðàììèðîâàíèå. Ýêòîïè÷åñêàÿ
ýêñïðåññèÿ ÷åòûðåõ ôàêòîðîâ òðàíñêðèïöèè (Oct4, Sox2,
Klf4 è c-Myc) â òðàíñãåííûõ ÌÝÔ Oct4-GFP èíäóöèðîâàëà
ýêñïðåññèþ GFP ó 0,03±0,02% êëåòîê (íà 7 ñóò. ïîñëå ââåäåíèÿ âåêòîðîâ). Ïðîöåíò GFP+ êëåòîê îñòàâàëñÿ îäèíàêîâûì âïëîòü äî 13 ñóò. Èíêóáàöèÿ òðàíñôåöèðîâàííûõ ÌÝÔ
ñ 5-àçàöèòèäèíîì, èíãèáèòîðîì ÄÍÊ-ìåòèëòðàíñôåðàçû,
óâåëè÷èâàëî êîëè÷åñòâî GFP+ êëåòîê ïðèìåðíî â 10 ðàç (äî
0,50±0,06%). Ïðè ýòîì äåéñòâèå ýòîãî àãåíòà áûëî äîçîçàâèñèìûì.
Äåêñàìåòàçîí, ñèíòåòè÷åñêèé ãëþêîêîðòèêîèä, óâåëè÷èâàë
âîçäåéñòâèå 5-àçàöèòèäèíà â 2,6 ðàçà (ïðè èñïîëüçîâàíèè â
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Okita K., Ichisaka T., Yamanaka S. Generation of germline-competent
induced pluripotent stem cells. Nature 2007; 448: 313-317.
2. Maherali N., Sridharan R., Xie W. et al. Directly reprogrammed fibroblasts
show global epigenetic remodeling and widespread tissue contribution. Cell Stem
Cell 2007; 1: 55-70.
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
ñî÷åòàíèè). Ïðè ýòîì òîëüêî äåêñàìåòàçîí íå îêàçûâàë òàêîãî âîçäåéñòâèÿ. Òðè èçâåñòíûõ èíãèáèòîðà HDAC, ñóáåðîèëàíèëèä ãèäðîêñàìîâîé êèñëîòû (SAHA), òðèõîñòàòèí A
(TSA) è âàëüïðîåâàÿ êèñëîòà (VPA) òàêæå çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàëè ýôôåêòèâíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ. Ïðè ýòîì
äåéñòâèå VPA áûëî íàèáîëüøèì. Òàê âîçäåéñòâèå íà ÌÝÔ
VPA â òå÷åíèå 1 íåä. ïîçâîëèëî äîáèòüñÿ ïîëó÷åíèÿ
11,8±2,2% GFP+ êëåòîê, ÷òî â 4100 ðàç ïðåâûøàåò êîíòðîëüíûå ïîêàçàòåëè. Âåùåñòâî òàêæå ïðîÿâëÿåò äîçîçàâèñèìûé ýôôåêò. Âîçìîæíî, ÷òî òàêàÿ çíà÷èòåëüíàÿ ðàçíèöà
â ýôôåêòèâíîñòè èññëåäîâàííûõ ïðåïàðàòîâ îáúÿñíÿåòñÿ
òåì, ÷òî âñå îíè (êðîìå VPA) ÿâëÿþòñÿ òîêñè÷íûìè óæå â
íåáîëüøèõ êîíöåíòðàöèÿõ.
Ðàíåå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ðåïðîãðàììèðîâàíèå âîçìîæíî è ïðè ïðèìåíåíèè âñåãî òðåõ ôàêòîðîâ (Oct4, Sox2 è Klf4)
áåç c-Myc [6]. Îäíàêî, ýôôåêòèâíîñòü òàêîãî ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ êðàéíå íèçêà, à êîëîíèè iPS êëåòîê ïîÿâëÿþòñÿ
ïîçäíî. Ëèøü îäíà êîëîíèÿ iPS êëåòîê ôîðìèðóåòñÿ èç ñòà
òûñÿ÷ òðàíñôåöèðîâàííûõ ôèáðîáëàñòîâ êîæè ÷åëîâåêà
(ýôôåêòèâíîñòü 0,001%) [6]. Ïîýòîìó èññëåäîâàòåëè òàêæå ïðîàíàëèçèðîâàëè ñïîñîáíîñòü êëåòîê, ïîäâåðãíóòûõ
âîçäåéñòâèþ 5-àçàöèòèäèíà è VPA, ê ôîðìèðîâàíèþ êîëîíèé iPS êëåòîê ïðè òðàíñôåêöèè òðåìÿ ôàêòîðàìè.
Oct4-GFP ÌÝÔ áûëè èíôèöèðîâàíû Oct4, Sox2 è Klf4, à
çàòåì ïîäâåðãíóòû âîçäåéñòâèþ 5-àçàöèòèäèíà è VPA â
òå÷åíèå îäíîé íåäåëè. ×åðåç 10 ñóò. FACS-àíàëèç çàôèêñèðîâàë óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà GFP+ êëåòîê â 3 ðàçà ïî
ñðàâíåíèþ ñ òðåòüèìè ñóò. ïîñëå òðàíñôåêöèè. Âîçäåéñòâèå VPA óâåëè÷èâàëî ýôôåêòèâíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ â 50 ðàç. Ýòî ïîçâîëèëî îòîáðàòü êîëîíèè iPS êëåòîê
óæå ÷åðåç 2 íåä. ïîñëå òðàíñôåêöèè. Ïîëó÷åííûå êëåòêè
èìåëè òèïè÷íóþ äëÿ ÝÑÊ ìîðôîëîãèþ, ïîçèòèâíî îêðàøèâàëèñü íà ùåëî÷íóþ ôîñôàòàçó è ýêñïðåññèðîâàëè ìàðêåðû ïëþðèïîòåíòíîñòè. Èññëåäîâàíèå ïàòòåðíà ãåííîé
ýêñïðåññèè òàêèõ êëåòîê ïîêàçàëî, ÷òî ïîëó÷åííûå iPSêëåòêè çíà÷èòåëüíî îòëè÷àþòñÿ îò ÌÝÔ è áîëüøå âñåãî
íàïîìèíàþò ìûøèíûå ÝÑÊ.
Âîçäåéñòâèå VPA íà íåòðàíñôåöèðîâàííûå ôèáðîáëàñòû íå âûçûâàåò óâåëè÷åíèÿ GFP+ êëåòîê, ñëåäîâàòåëüíî
îäíî ëèøü âîçäåéñòâèå VPA íå ñïîñîáíî âûçâàòü ðåïðîãðàììèðîâàíèå èëè äðóãèå ãåíåòè÷åñêèå èçìåíåíèÿ. Áîëåå
äåòàëüíûé àíàëèç ãåííîé ýêñïðåññèè ïîêàçàë, ÷òî äåéñòâèå
VPA âûçûâàåò àêòèâàöèþ ÝÑÊ-ñïåöèôè÷åñêèõ ãåíîâ è èíãèáèðîâàíèå ýêñïðåññèè ãåíîâ ÌÝÔ.
Òàêèì îáðàçîì, â èññëåäîâàíèè áûëî ïîêàçàíî, ÷òî
íåñïåöèôè÷åñêèå õèìè÷åñêèå àãåíòû, âûçûâàþùèå ýïèãåíåòè÷åñêèå èçìåíåíèÿ, ïîëîæèòåëüíî âëèÿþò íà ýôôåêòèâíîñòü ðåïðîãðàììèðîâàíèÿ è ìîãóò çàìåíèòü îäèí èëè
áîëåå ôàêòîðîâ òðàíñêðèïöèè.
3. Takahashi K., Tanabe K., Ohnuki M. et al. Induction of Pluripotent Stem
Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors. Cell 2007; 131: 861-872.
4. Park I.H., Zhao R., West J.A. et al. Reprogramming of human somatic
cells to pluripotency with defined factors. Nature 2008; 451: 141-146.
5. Blelloch R., Wang Z., Meissner A. et al. Reprogramming efficiency
following somatic cell nuclear transfer is influenced by the differentiation and
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
methylation state of the donor nucleus. Stem Cells 2006; 24; 2007-13.
6. Nakagawa M., Yoyanagi M., Tanabe K. et al. Generation of induced
19
pluripotent stem cells without Myc from mouse and human fibroblasts. Nat.
Biotechnol. 2008; 26: 101-106.
Ïîäãîòîâèëà Â.Ñ. Ìåëèõîâà
Ïî ìàòåðèàëàì: Huangfu D., Maehr R., Guo W. et al. Induction of pluripotent stem cells
by defined factors is greatly improved by small-molecule compounds. Nature Biotechnology 2008; 26: 795-7
Ýíäîòåëèàëüíûå êëåòêè-ïðåäøåñòâåííèöû
êîñòíîãî ìîçãà íå ó÷àñòâóþò â ïðîöåññàõ îïóõîëåâîãî
àíãèîãåíåçà è íå ÿâëÿþòñÿ íåîáõîäèìûìè äëÿ ðîñòà
çëîêà÷åñòâåííûõ íîâîîáðàçîâàíèé
Ôîðìèðîâàíèå êðîâåíîñíûõ ñîñóäîâ â ïåðâè÷íûõ èëè
âòîðè÷íûõ (ìåòàñòàçàõ) íîâîîáðàçîâàíèÿõ ÿâëÿåòñÿ êëþ÷åâûì óñëîâèåì îïóõîëåâîé ïðîãðåññèè. Ïðåæäå âñåãî ýòî
ñâÿçàíî ñ îáåñïå÷åíèåì îïóõîëåâûõ êëåòîê íåîáõîäèìûìè
äëÿ æèçíåäåÿòåëüíîñòè âåùåñòâàìè, ïîñòóïëåíèå êîòîðûõ
èç îêðóæàþùèõ îïóõîëü íîðìàëüíûõ òêàíåé âåñüìà îãðàíè÷åíî. Äåéñòâèòåëüíî, áåññîñóäèñòûå íîâîîáðàçîâàíèÿ,
îáíàðóæèâàåìûå êàê ó ÷åëîâåêà, òàê è ó æèâîòíûõ, êàê ïðàâèëî, íå ïðåâûøàþò 1-2 ìì â äèàìåòðå è èõ äàëüíåéøèé
ðîñò àññîöèèðóåòñÿ ñ èíäóêöèåé àíãèîãåíåçà («àíãèîãåííîå
ïåðåêëþ÷åíèå») [1].
 ìíîãî÷èñëåííûõ èññëåäîâàíèÿõ áûëî ïîêàçàíî, ÷òî
îïóõîëåâûå êëåòêè ìîãóò ñåêðåòèðîâàòü çíà÷èòåëüíûå êîëè÷åñòâà ñòèìóëèðóþùèõ àíãèîãåíåç ôàêòîðîâ ðîñòà, íàèáîëüøåå çíà÷åíèå èç êîòîðûõ èìååò ñîñóäèñòûé ýíäîòåëèàëüíûé
ôàêòîð ðîñòà (vascular endolelial grows factor, VEGF) [2]. Ñåêðåöèÿ ýòèõ ôàêòîðîâ çëîêà÷åñòâåííûìè êëåòêàìè ìîæåò
îáåñïå÷èâàòü ðîñò ñîñóäîâ â îïóõîëè ïóòåì îòâåòâëåíèÿ èç
ñîñóäîâ îêðóæàþùèõ íîðìàëüíûõ òêàíåé. Êðîìå òîãî, ëîêàëüíîå è/èëè ñèñòåìíîå ïîâûøåíèå êîíöåíòðàöèè VEGF
ìîæåò îáóñëîâëèâàòü ìèãðàöèþ â îáëàñòü îïóõîëåâîãî ðîñòà öèðêóëèðóþùèõ ïðåäøåñòâåííèêîâ ýíäîòåëèîöèòîâ
(endothelial progenitor cells, EPCs) è ôîðìèðîâàíèå ñîñóäîâ
de novo âíóòðè îïóõîëè [1]. Êàêîé èç ýòèõ ìåõàíèçìîâ ÿâëÿåòñÿ âåäóùèì? Ïî êðàéíåé ìåðå, ïðè èñïîëüçîâàíèè íåêîòîðûõ âèäîâ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ìîäåëåé çëîêà÷åñòâåííûõ
íîâîîáðàçîâàíèé ó ìûøåé áûëà ïîêàçàíà êëþ÷åâàÿ ðîëü
EPCs â èíèöèàöèè «àíãèîãåííîãî ïåðåêëþ÷åíèÿ» [3-5]. Ýòè
ïèëîòíûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïîñëóæèëè ïîâîäîì äëÿ ïîÿâëåíèÿ ìíîãî÷èñëåííûõ èäåé î ðàçðàáîòêå
íîâûõ ìåòîäîâ ëå÷åíèÿ çëîêà÷åñòâåííûõ íîâîîáðàçîâàíèé
ïóòåì ôàðìàêîëîãè÷åñêîãî ïîäàâëåíèÿ ôèçèîëîãè÷åñêèõ
ôóíêöèé EPCs è/èëè âûõîäà EPCs èç êîñòíîãî ìîçãà [2].
Îäíàêî, ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ P. Salven è ñîàâò. èç
àêàäåìèè áèîëîãèè ðàêà (Ôèíëÿíäèÿ), ïîñâÿùåííîãî èçó÷åíèþ ìèãðàöèè VEGF-2R+ EPCs è èõ ðîëè â àíãèîãåíåçå,
ïîçâîëÿþò óñîìíèòüñÿ â ñóùåñòâîâàíèè êàêîé-ëèáî ðîëè
EPCs â îïóõîëåâîì àíãèîãåíåçå ó âçðîñëûõ æèâîòíûõ.
Ïóòåì òðàíñïëàíòàöèè êëåòîê êîñòíîãî ìîçãà îò òðàíñãåííûõ ìûøåé ëåòàëüíî îáëó÷åííûì íîðìàëüíûì ðåöèïèåíòàì
àâòîðû ñîçäàëè òðè ãðóïïû õèìåðíûõ ìûøåé. Â ïåðâîé è âòîðîé ãðóïïàõ êëåòêè êîñòíîãî ìîçãà ýêñïðåññèðîâàëè ôëþîðîõðîì-ñîäåðæàùèå áåëêè GFP èëè DsRed.T3. Â òðåòüåé ãðóïïå
õèìåðíûõ ìûøåé â EPCs êîñòíîãî ìîçãà ýêñïðåññèðîâàëñÿ ãåí
β-ãàëàêòîçèäàçû LacZ, íàõîäÿùèéñÿ ïîä êîíòðîëåì ñïåöèôè÷íûõ äëÿ EPCs ïðîìîòîðîâ (VEGF-R2 èëè Tie-1). Ïîñëå âîññòàíîâëåíèÿ êðîâåòâîðåíèÿ ó õèìåðíûõ ìûøåé èíäóöèðîâàëñÿ àíãèîãåíåç ïóòåì ïîäêîæíîé èíúåêöèè àäåíîâèðóñíûõ
âåêòîðîâ ñ ãåíîì VEGF èëè ïóòåì èìïëàíòàöèè ìàòðèãåëÿ ñ
VEGF. Îïóõîëåâûé àíãèîãåíåç èçó÷àëñÿ ïðè ïîäêîæíîé èíúåêöèè ñèíãåííûõ êëåòîê ìåëàíîìû Â16 èëè ïðè èñïîëüçîâàíèè â
êà÷åñòâå ðåöèïèåíòîâ êîñòíîãî ìîçãà ìûøåé ëèíèè, õàðàêòåðèçóþùåéñÿ âûñîêîé ÷àñòîòîé ñïîíòàííîãî âîçíèêíîâåíèÿ
àäåíîì (APCmin ìûøè). ×òîáû èñêëþ÷èòü âåðîÿòíûå àðòåôàêòû, ñâÿçàííûå ñ îáëó÷åíèåì è òðàíñïëàíòàöèåé êîñòíîãî
ìîçãà, àâòîðû òàêæå èññëåäîâàëè îïóõîëåâûé àíãèîãåíåç ó
ìûøåé-ïàðàáèîíòîâ, êîòîðûå áûëè ïîëó÷åíû ïóòåì íàëîæåíèÿ ïåðåêðåñòíûõ ñîñóäèñòûõ àíàñòîìîçîâ ìåæäó òðàíñãåííûìè GFP+ è ìîëîäûìè APCmin ìûøàìè.
Ïðîâîäèìûå èññëåäîâàíèÿ (â òîì ÷èñëå êîíôîêàëüíîå
ñêàíèðîâàíèå è ïîñòðîåíèå 3D îðòîãîíàëüíûõ ïðîåêöèé, à
òàêæå ïåðôóçèîííîå îêðàøèâàíèå ëåêòèíîì), öåëüþ êîòîðûõ ÿâëÿëîñü âûÿâëåíèå ìå÷åíûõ êëåòîê â ìåñòàõ ââåäåíèÿ àäåíîâèðóñîâ, â ìàòðèãåëå èëè îïóõîëÿõ, ïðîâîäèëîñü
íà 14 ñóò. ïîñëå èíúåêöèé, òðàíñïëàíòàöèé êëåòîê ìåëàíîìû, êîñòíîãî ìîçãà èëè íàëîæåíèÿ àíàñòîìîçîâ. Êðîìå òîãî,
âî âñåõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ñåðèÿõ îòäåëüíûå èññëåäîâàíèÿ
âûïîëíÿëèñü íà ñðîêè îò 7 ñóò. äî 6 ìåñ. Ìîáèëèçàöèÿ EPCs
èç êîñòíîãî ìîçãà îöåíèâàëàñü ìåòîäîì ïðîòî÷íîé öèòîôëþîðîìåòðèè.
Íè â îäíîé èç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ñåðèé íå áûëî îáíàðóæåíî óâåëè÷åíèÿ êîíöåíòðàöèè VEGF-R2+ EPCs â êðîâè,
äàæå íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ïåðèîä ìàêñèìàëüíî áûñòðîãî ðîñòà ìåëàíîìû B16 (ïðèìåðíî íà 14 ñóò.) ñîïðîâîæäàëñÿ
ïîâûøåíèåì îáùåãî êîëè÷åñòâà êëåòîê ãåìîïîýòè÷åñêîãî
ðÿäà â êðîâè.
Èññëåäîâàíèå òêàíåé, â êîòîðûå èíúåöèðîâàëñÿ àäåíîâèðóñ, ìàòðèãåëÿ è îïóõîëåé ïîêàçàëî âî âñåõ ñëó÷àÿõ íàëè÷èå âûðàæåííîãî àíãèîãåíåçà, ïðè÷åì íîðìàëüíûå è îïóõîëåâûå òêàíè, ìàòðèãåëü áûëè ñèëüíî èíôèëüòðèðîâàíû
êëåòêàìè ãåìîïîýòè÷åñêîãî ðÿäà, èìåþùèõ êîñòíîìîçãîâîå
ïðîèñõîæäåíèå. Òåì íå ìåíåå, äåòàëüíûé àíàëèç ïîêàçàë,
÷òî âñå ìå÷åíûå êëåòêè èìåëè ñòðîìàëüíóþ èëè ïåðèâàñêóëÿðíóþ ëîêàëèçàöèþ. Íè â îäíîì ñëó÷àå ñðåäè êëåòîê,
âûñòèëàþùèõ ñîñóäû, íå áûëî îáíàðóæåíî êîëîêàëèçàöèè
ìàðêåðà, ñâèäåòåëüñòâóþùåãî î êîñòíîìîçãîâîì ïðîèñõîæäåíèè êëåòêè, è ìàðêåðîâ EPCs (VEGF-R2) èëè çðåëûõ êëåòîê ýíäîòåëèÿ (CD105, vWF è CD31).  ñâîþ î÷åðåäü, ïðè
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
20
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ïåðôóçèîííîì îêðàøèâàíèè ëåêòèíîì íå áûëî âûÿâëåíî
ìå÷åíûõ ýíäîòåëèîöèòîâ, ñâÿçûâàþùèõ ëåêòèí.
Òàêèì îáðàçîì, íåñìîòðÿ íà èñïîëüçîâàíèå ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ ñ âûñîêîé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ, íå áûëà
ïîäòâåðæäåíà ñêîëüêî-íèáóäü çàìåòíàÿ ðîëü VEGF-R2+ EPCs
â öåëîì ðÿäå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ìîäåëåé àíãèîãåíåçà, è, ÷òî
îñîáåííî âàæíî, â îïóõîëåâîì àíãèîãåíåçå. Àâòîðû çàêëþ÷àþò, ÷òî ïî àíàëîãèè ñ òðàíñäèôôåðåíöèðîâêîé ÃÑÊ, äèôôåðåíöèðîâêà â êëåòêè ýíäîòåëèÿ íå ÿâëÿåòñÿ òèïè÷íîé
ôóíêöèåé íîðìàëüíûõ EPCs êîñòíîãî ìîçãà è ÿâëÿåòñÿ î÷åíü
ðåäêèì ñîáûòèåì, åñëè âîîáùå ïðîèñõîäèò.
Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû íàïðÿìóþ ïðîòèâîðå÷àò äàííûì
ïðåäûäóùèõ èññëåäîâàíèé, â êîòîðûõ áûëà îáíàðóæåíà êëþ÷åâàÿ ðîëü VEGFR2+ EPCs â îïóõîëåâîì àíãèîãåíåçå [3-5],
à òàêæå â àíãèîãåíåçå, èíäóöèðîâàííîì èíúåêöèåé àäåíîâèðóñîâ ñ ãåíîì VEGF [6] èëè èìïëàíòàöèåé ìàòðèãåëÿ ñ
VEGF [4]. Îäíàêî, ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ó íàñòîÿùåé ðàáîòû
åñòü íåñêîëüêî îòëè÷èòåëüíûõ ïðåèìóùåñòâ. Âî-ïåðâûõ, â
êàæäîé ýêñïåðèìåíòàëüíîé ñåðèè àíàëèçèðîâàëîñü áîëüøîå êîëè÷åñòâî æèâîòíûõ (íå ìåíåå 40). Âî-âòîðûõ, âî âñåõ
ñëó÷àÿõ â êà÷åñòâå ñðàâíåíèÿ èñïîëüçîâàëèñü êàê îòðèöàòåëüíûå, òàê è ïîëîæèòåëüíûå êîíòðîëè. Â-òðåòüèõ, àâòîðû
èñïîëüçîâàëè ðàçíûå ìåòêè (GFP, DsRed.T3 èëè ãàëàêòîçèäàçó), âûáîð êîòîðûõ íå ïîâëèÿë íà êîíå÷íûå ðåçóëüòàòû.
Ýòî èìååò ïðèíöèïèàëüíîå çíà÷åíèå, òàê êàê ðàíåå áûëî
ïîêàçàíî, ÷òî, íàïðèìåð, GFP ìîæåò îêàçûâàòü çíà÷èòåëüíîå âëèÿíèå íà ýêñïðåññèþ íåêîòîðûõ ãåíîâ EPCs è, òàêèì
îáðàçîì, íàðóøàòü èõ ôóíêöèþ [7]. Â-÷åòâåðòûõ, èñïîëüçîâàëèñü ðàçíûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå ìîäåëè – êàê ñ îáëó÷åíèåì, òàê è áåç. Â-ïÿòûõ, àâòîðû íå èñïîëüçîâàëè ýêñïåðèìåíòàëüíóþ ñèñòåìó ñ ïîäàâëåíèåì àêòèâíîñòè ôàêòîðà
òðàíñêðèïöèè Id1 â êëåòêàõ êîñòíîãî ìîçãà, íà îñíîâå êîòîðîé áûëà ïîëó÷åíà îñíîâíàÿ ìàññà ðåçóëüòàòîâ î êëþ÷åâîé
ðîëè EPCs â îïóõîëåâîì àíãèîãåíåçå [3, 4]. Ñëàáûì ìåñòîì
ýòèõ ðàáîò ÿâëÿåòñÿ íåäîîöåíêà ðîëè êëåòîê ãåìîïîýòè÷åñêîãî ðÿäà, êîòîðûå òàêæå ýêñïðåññèðóþò Id1 [8]. Êðîìå òîãî,
îïðåäåëåííûé âåñ èññëåäîâàíèþ ïðèäàåò ó÷àñòèå â êà÷åñòâå ñîàâòîðà äèðåêòîðà èíñòèòóòà áèîëîãèè ñòâîëîâûõ
êëåòîê è ðåãåíåðàòèâíîé ìåäèöèíû Ñòýíôîðäñêîãî óíèâåðñèòåòà ïðîôåññîðà I.Weissman.
Ñõåìà ïîëó÷åíèÿ õèìåðíûõ ìûøåé, èñïîëüçîâàííûõ â ýêñïåðèìåíòå. Ïîñëå îáëó÷åíèÿ ìûøàì äèêîãî òèïà òðàíñïëàíòèðîâàëèñü
êëåòêè êîñòíîãî ìîçãà îò òðàíñãåííûõ ìûøåé. Â çàâèñèìîñòè îò âûáðàííîãî ïðîìîòîðà (ïðîìîòîðû ãåíîâ β-àêòèíà, VEGF-R2
èëè Tie-1) ó õèìåð ìàðêåðû ýêñïðåññèðîâàëèñü âî âñåõ êëåòêàõ êîñòíîãî ìîçãà èëè òîëüêî â EPCs
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Bergers G., Benjamin L. Tumorigenesis and the angiogenic switch. Nat.
Rev. Cancer 2003; 3: 401-10.
2. Ellis L., Hicklin D. VEGF-targeted therapy: mechanisms of anti-tumour
activity. Nat. Rev. Cancer 2008; 8: 579-91.
3. Gao D., Nolan D., Mellick A. et al. Endothelial progenitor cells control
the angiogenic switch in mouse lung metastasis. Science 2008; 319: 195-8.
4. Lyden D., Hattori K., Dias S. et al. Impaired recruitment of bone-marrowderived endothelial and hematopoietic precursor cells blocks tumor angiogenesis
and growth. Nat. Med. 2001; 7: 1194–201.
21
5. Nolan D., Ciarrocchi A., Mellick A. et al. Bone marrow-derived endothelial
progenitor cells are a major determinant of nascent tumor neovascularization.
Genes Dev. 2007; 21: 1546–58.
6. Hattori K., Dias S., Heissig B. et al. Vascular endothelial growth factor
and angiopoietin-1 stimulate postnatal hematopoiesis by recruitment of
vasculogenic and hematopoietic stem cells. J. Exp. Med. 2001; 193: 1005–14.
7. Zhang F., Hackett N., Lam G. et al. Green fluorescent protein selectively
induces HSP70-mediated up-regulation of COX-2 expression in endothelial cells.
Blood 2003; 102: 2115–21.
8. Perry S., Zhao Y., Nie L. et al. Id1, but not Id3, directs long-term repopulating
hematopoietic stem-cell maintenance. Blood 2007; 110 (7): 2351-60.
Ïîäãîòîâèëè: Â.Ñ. Ñåðãååâ, È.Ë. Ïëàêñà
Ïî ìàòåðèàëàì: Purhonen S., Palm J., Rossi D. et al. Bone marrow-derived circulating endothelial precursors do not
contribute to vascular endothelium and are not needed for tumor growth. PNAS 2008; 150: 6620–5
ÊËÈÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß
Ìóëüòèïîòåíòíûå ìåçåíõèìàëüíûå ñòðîìàëüíûå êëåòêè
â òåðàïèè îñòðîé ÐÒÏÕ, ðåçèñòåíòíîé ê ãëþêîêîðòèêîèäàì:
ðåçóëüòàòû II ôàçû êëèíè÷åñêèõ èñïûòàíèé
Òðàíñïëàíòàöèÿ àëëîãåííûõ ãåìîïîýòè÷åñêèõ ñòâîëîâûõ
êëåòîê (ÃÑÊ) – îáùåïðèíÿòûé ìåòîä òåðàïèè ìíîãèõ ãåìàòîëîãè÷åñêèõ çàáîëåâàíèé [1, 2]. Îäíèì èç íàèáîëåå òÿæåëûõ îñëîæíåíèé äàííîãî ìåòîäà ÿâëÿåòñÿ «ðåàêöèÿ
òðàíñïëàíòàò ïðîòèâ õîçÿèíà» (ÐÒÏÕ). ÐÒÏÕ îáóñëîâëåíà
èììóííîé àòàêîé òêàíåé ðåöèïèåíòà ëèìôîöèòàìè äîíîðà.
Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ÐÒÏÕ îáû÷íî ïðèìåíÿþòñÿ ãëþêîêîðòèêîèäû, ðåçóëüòàòèâíîñòü òàêîé òåðàïèè ñîñòàâëÿåò
30-50%.  îñòàëüíûõ æå ñëó÷àÿõ íàáëþäàåòñÿ îñòðàÿ ðåçèñòåíòíàÿ ê ãëþêîêîðòèêîèäàì ÐÒÏÕ ñ íåáëàãîïðèÿòíûì
ïðîãíîçîì [1, 3, 4].
Ìóëüòèïîòåíòíûå ìåçåíõèìàëüíûå ñòðîìàëüíûå êëåòêè (ÌÌÑÊ) êîñòíîãî ìîçãà ñïîñîáíû äèôôåðåíöèðîâàòüñÿ
â ðàçëè÷íûå êëåòêè ìåçåíõèìíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, ïðåèìóùåñòâåííî â îñòåîöèòû, õîíäðîöèòû è àäèïîöèòû [5]. ÌÌÑÊ
íåîáõîäèìû äëÿ ïîääåðæàíèÿ ïðîëèôåðàöèè è äèôôåðåíöèðîâêè ÃÑÊ â êîñòíîì ìîçãå [6]. Åñòåñòâåííîå âçàèìîäåéñòâèå
ýòèõ äâóõ ïîïóëÿöèé íàâåëî íà èäåþ î òîì, ÷òî êîòðàíñïëàíòàöèÿ ÃÑÊ è ÌÌÑÊ äîëæíà áûòü ïî ìíîãèì ïàðàìåòðàì
áîëåå ýôôåêòèâíà, ÷åì òðàíñïëàíòàöèÿ òîëüêî ÃÑÊ.  ýêñïåðèìåíòàõ íà æèâîòíûõ áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ïðè êîòðàíñïëàíòàöèè ÃÑÊ è ÌÌÑÊ ïðèæèâàåìîñòü òðàíñïëàíòàòà
ñóùåñòâåííî ïîâûøàåòñÿ, íå ïðîèñõîäèò ðåàêöèè îòòîðæåíèÿ òðàíñïëàíòàòà èëè îíà ìåíåå âûðàæåíà [6].
 ýêñïåðèìåíòàõ ïî cîêóëüòèâèðîâàíèþ ÌÌÑÊ ñ àëëîãåííûìè ëèìôîöèòàìè in vitro áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ÌÌÑÊ íå
èíäóöèðóþò èõ ïðîëèôåðàöèþ, ñåêðåöèþ IFN-γ è ïðîäóêöèþ
ïðîâîñïàëèòåëüíûõ öèòîêèíîâ [7, 8]. Èììóíîìîäóëèðóþùèå
ñâîéñòâà ÌÌÑÊ áûëè ïðîäåìîíñòðèðîâàíû â ýêñïåðèìåíòàõ
in vivo: ïîêàçàíî, ÷òî âíóòðèâåííûå èíúåêöèè HLA-íåñîâìåñòèìûõ ÌÌÑÊ óâåëè÷èâàþò âðåìÿ æèçíè àëëîãåííûõ
êîæíûõ òðàíñïëàíòàòîâ [9].  òî æå âðåìÿ, â íåäàâíåì ïèëîòíîì êëèíè÷åñêîì èññëåäîâàíèè êîòðàíñïëàíòàöèè
ÌÌÑÊ è ÃÑÊ, ïðîâåäåííîì ãðóïïîé H. Ning áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ÌÌÑÊ ñíèæàþò ðèñê ðàçâèòèÿ è îñòðîòó ÐÒÏÕ, íî,
âîçìîæíî, çà ñ÷åò ñâîèõ èììóíîìîäóëèðóþùèõ/èììóíîñóïðåññèâíûõ ñâîéñòâ ìîãóò ïîâûøàòü âåðîÿòíîñòü ðåöèäèâà îñíîâíîãî çàáîëåâàíèÿ [10].
 æóðíàëå Lancet áûëà îïóáëèêîâàíà ðàáîòà ãðóïïû èññëåäîâàòåëåé ïîä ðóêîâîäñòâîì K. Le Blanc ïîñâÿùåííàÿ
ðåçóëüòàòàì II ôàçû ìóëüòèöåíòðîâûõ êëèíè÷åñêèõ èñïûòàíèé, â êîòîðûõ òðàíñïëàíòàöèÿ àëëîãåííûõ ÌÌÑÊ áûëà
ïðîâåäåíà 55 ïàöèåíòàì ñ òÿæåëîé ðåçèñòåíòíîé ê ãëþêîêîðòèêîèäàì ÐÒÏÕ, ðàçâèâøåéñÿ ïîñëå òðàíñïëàíòàöèè ÃÑÊ
(48 ïàöèåíòîâ) ëèáî àëëîãåííûõ ëèìôîöèòîâ (7 ïàöèåíòîâ).
Ó áîëüøèíñòâà ïàöèåíòîâ íàáëþäàëàñü ÐÒÏÕ III è IV ñòàäèè ñ âîâëå÷åíèåì â ïàòîëîãè÷åñêèé ïðîöåññ äâóõ èëè òðåõ
îðãàíîâ. Ó 45 ïàöèåíòîâ îïåðàöèè âûïîëíåíû ïî ïîâîäó
îíêîãåìàòîëîãè÷åñêèõ, à ó 10 – íåçëîêà÷åñòâåííûõ ãåìàòîëîãè÷åñêèõ çàáîëåâàíèé. Âñå ïàöèåíòû ïðîõîäèëè ñòàíäàðòíûå êóðñû òåðàïèè.  êà÷åñòâå ïðîôèëàêòèêè ÐÒÏÕ
ïðèìåíÿëñÿ öèêëîñïîðèí â êîìáèíàöèè ñ ìåòîòðåêñàòîì
ëèáî ìèêîôåíîëàò ñ ìîôåòèëîì. Ïÿòè ïàöèåíòàì, ïîëó÷èâøèì òðàíñïëàíòàöèè ÃÑÊ ïóïîâèííîé êðîâè, öèêëîñïîðèí
íàçíà÷àëñÿ â êîìáèíàöèè ñ ïðåäíèçîëîíîì. Íè îäèí èç ïàöèåíòîâ èç èññëåäóåìîé ãðóïïû íå ðåàãèðîâàë íà èììóíîñóïðåññèâíóþ òåðàïèþ â òå÷åíèå ñåìè èëè áîëåå äíåé.
Ïîëíûì êëèíè÷åñêèì îòâåòîì íà òåðàïèþ ÌÌÑÊ ñ÷èòàëîñü ïîëíîå èñ÷åçíîâåíèå ñèìïòîìîâ ÐÒÏÕ, ÷àñòè÷íûì
îòâåòîì – óëó÷øåíèå ñîñòîÿíèÿ ïàöèåíòà ïî êðàéíåé ìåðå
íà îäíó ñòåïåíü ÐÒÏÕ, ñòàáèëüíûì ñ÷èòàëîñü ñîñòîÿíèå áåç
èçìåíåíèé, à ïðîãðåññèåé – óõóäøåíèå ñîñòîÿíèÿ ïàöèåíòà è äàëüíåéøåå ïðîãðåññèðîâàíèå ÐÒÏÕ. ÌÌÑÊ äëÿ êëåòî÷íîé òåðàïèè áûëè ïîëó÷åíû îò HLA-ñîâìåñòèìûõ,
ãàïëîèäåíòè÷íûõ ëèáî HLA-íåñîâìåñòèìûõ äîíîðîâ. Ôåíîòèï ÌÌÑÊ îïðåäåëÿëñÿ êàê CD73 +/CD90 +/CD105 +/
CD34–/CD45–/CD14–/CD3–. Êîëè÷åñòâî òðàíñïëàíòèðóåìûõ êëåòîê âàðüèðîâàëî îò 0,6 äî 9×106 êëåòîê íà êã âåñà
ïàöèåíòà. Äëÿ òðàíñïëàíòàöèè èñïîëüçîâàëèñü êëåòêè 2, 3
è 4 ïàññàæåé.
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
22
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
Èç 55 ïàöèåíòîâ ó 39 íàáëþäàëñÿ ïîëîæèòåëüíûé îòâåò
íà òåðàïèþ ÌÌÑÊ, ó áîëüøèíñòâà îñòàëüíûõ íàáëþäàëàñü
ïðîãðåññèÿ çàáîëåâàíèÿ. Âûæèâàåìîñòü â ãðóïïå ïàöèåíòîâ
ñ ïîëíûì êëèíè÷åñêèì îòâåòîì íà òåðàïèþ áûëà çíà÷èòåëüíî âûøå, ÷åì â ãðóïïå ñ ÷àñòè÷íûì èëè íåãàòèâíûì îòâåòîì
íà òåðàïèþ (13% ñìåðòíîñòè â ñðàâíåíèè ñ 60% ñìåðòíîñòè â òå÷åíèå ïåðâûõ 100 ñóò. ïîñëå òðàíñïëàíòàöèè ÌÌÑÊ,
è 37% ñìåðòíîñòè è 72% ñìåðòíîñòè ñîîòâåòñòâåííî â
òå÷åíèå 1 ãîäà ïîñëå òðàíñïëàíòàöèè ÌÌÑÊ). Íå áûëî
îòìå÷åíî íèêàêèõ òîêñè÷åñêèõ è äðóãèõ ïîáî÷íûõ ýôôåêòîâ òðàíñïëàíòàöèè ÌÌÑÊ.
Ñòåïåíü ðåàêöèè íà òåðàïèþ íå ðàçëè÷àëàñü â ãðóïïàõ
ïàöèåíòîâ ñ III è IV ñòåïåíÿìè ÐÒÏÕ. Â òî æå âðåìÿ, òðåáóåòñÿ áîëåå ìàñøòàáíîå èññëåäîâàíèå, ÷òîáû ïîäòâåðäèòü ëèáî
îïðîâåðãíóòü ïðåäâàðèòåëüíûé âûâîä àâòîðîâ î íåçàâèñèìîñòè îòâåòà íà êëåòî÷íóþ òåðàïèþ îò ñòåïåíè ÐÒÏÕ ó ïàöèåíòîâ. Ñðåäè ïàöèåíòîâ èññëåäóåìîé ãðóïïû áûëî 25 äåòåé è 30 âçðîñëûõ, ïî ðåçóëüòàòàì äàííîãî èññëåäîâàíèÿ,
îòâåò íà òåðàïèþ ÌÌÑÊ òàêæå íå çàâèñèò îò âîçðàñòà ðåöèïèåíòà, îäíàêî äëÿ ñòàòèñòè÷åñêîãî ïîäòâåðæäåíèÿ ëèáî
îïðîâåðæåíèÿ äàííîãî òåçèñà òðåáóåòñÿ ïî êðàéíåé ìåðå
80 ïàöèåíòîâ (ïî 40 ïàöèåíòîâ â êàæäîé ãðóïïå).
Ðàáîòà K. Le Blanc è ñîàâò. áûëà íàïðàâëåíà íà îöåíêó
áåçîïàñíîñòè è ýôôåêòèâíîñòè ïðèìåíåíèÿ òðàíñïëàíòàöèé
ÌÌÑÊ ïðè ðåôðàêòåðíîé îñòðîé ÐÒÏÕ. Àâòîðû íå ñòàâèëè
ïåðåä ñîáîé çàäà÷ó îöåíèòü çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîñòè
òåðàïèè îò êîëè÷åñòâà òðàíñïëàíòèðóåìûõ êëåòîê, îäíàêî
îòìåòèëè, ÷òî, ñ îäíîé ñòîðîíû, êëèíè÷åñêè âûðàæåííûé
ðåçóëüòàò íàáëþäàëñÿ ïðè òðàíñïëàíòàöèè îò 0,8×106 êëåòîê íà êã âåñà ïàöèåíòà, â òî âðåìÿ êàê «äîçà» 9×106 êëåòîê
íà êã âåñà ïàöèåíòà áûëà íåýôôåêòèâíà. Òàêæå áûëî îòìå÷åíî, ÷òî ó îäíîãî èç ïàöèåíòîâ íå íàáëþäàëîñü óëó÷øåíèÿ
ñîñòîÿíèÿ â îòâåò íà ïåðâè÷íóþ èíúåêöèþ ÌÌÑÊ â êîëè÷åñòâå 0,6×106 êëåòîê íà êã, îäíàêî â îòâåò íà âòîðè÷íóþ
èíúåêöèþ ýòèõ êëåòîê â êîëè÷åñòâå 2,0×106 êëåòîê íà êã âåñà
ïðîèçîøëî ÷àñòè÷íîå èñ÷åçíîâåíèå ñèìïòîìîâ ÐÒÏÕ.  òî
æå âðåìÿ ó 12 ïàöèåíòîâ íå íàáëþäàëîñü íèêàêèõ èçìåíåíèé òå÷åíèÿ ÐÒÏÕ íåñìîòðÿ íà ïîâòîðíûå òðàíñôóçèè
ÌÌÑÊ. Ïðè÷åì â ñëó÷àå, êîãäà íåñêîëüêèì ðåöèïèåíòàì
áûëè òðàíñïëàíòèðîâàíû ÌÌÑÊ îò îäíîãî äîíîðà, îòìå÷àëàñü ðàçëè÷íàÿ ðåàêöèÿ ðåöèïèåíòîâ íà êëåòêè îäíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, îòâåò íà òåðàïèþ â öåëîì ìîæíî
íàçâàòü ïðåäñêàçóåìûì, íî â òî æå âðåìÿ âåñüìà èíäèâèäóàëüíûì.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Blume K.G., Forman S.J., Appelbaum F.R., eds. Thomas’ hematopoietic
cell transplantation. Oxford: Blackwell Publishing; 2004.
2. Goldman J.M., Baughan A.S., McCarthy D.M. Marrow transplantation
for patients in the chronic phase of chronic granulocytic leukaemia. Lancet 1982;
2: 623-5.
3. Storb R., Thomas E.D. Graft-versus-host disease in dog and man: the
Seattle experience. Immunol. Rev. 1985; 88: 215-38.
4. Deeg H.J. How I treat refractory acute GVHD. Blood 2007; 109:
4119-26.
5. Friedenstein A.J., Petrakova K.V., Kurolesova A.I., Frolova G.P. Heterotopic
of bone marrow: analysis of precursor cells for osteogenic and hematopoietic
tissues. Transplantation 1968; 6: 230-47.
6. Noort W.A., Kruisselbrink A.B., in’t Anker P.S. Mesenchymal stem cells
promote engraftment of human umbilical cord blood-derived CD34(+) cells in
NOD/SCID mice. Exp. Hematol. 2002; 30: 870-8.
7. Klyushnenkova E., Mosca J.D., Zernetkina V. T cell responses to allogeneic
human mesenchymal stem cells: immunogenicity, tolerance, and suppression. J.
Biomed. Sci. 2005; 12: 47-57.
8. Le Blanc K., Tammik L., Sundberg B., Haynesworth S.E., Ringdén O.
Mesenchymal stem cells inhibit and stimulate mixed lymphocyte cultures and
mitogenic responses independently of the major histocompatibility complex.
Scand. J. Immunol. 2003; 57: 11-20.
9. Bartholomew A., Sturgeon C., Siatskas M. Mesenchymal stem cells
suppress lymphocyte proliferation in vitro and prolong skin graft survival in vivo.
Exp. Hematol. 2002; 30: 42-8.
10. Ning H., Yang F., Jiang M. et al. The correlation between
cotransplantation of mesenchymal stem cells and higher recurrence rate in
hematologic malignancy patients: outcome of a pilot clinical study. Leukemia 2008;
22: 593-9.
Ïîäãîòîâèëà À.Ñ. Ãðèãîðÿí
Ïî ìàòåðèàëàì: Le Blanc K., Frassoni F., Ball L. et al. Mesenchymal stem cells for treatment of steroid-resistant, severe,
acute graft-versus-host disease: a phase II study. Lancet 2008; 371: 1579-86
Ïðèìåíåíèå ãåìîïîýòè÷åñêèõ êëåòîê ïóïîâèííîé êðîâè
äëÿ ëå÷åíèÿ ñàõàðíîãî äèàáåòà I òèïà
Ñàõàðíûé äèàáåò – ýòî çàáîëåâàíèå, õàðàêòåðèçóþùååñÿ õðîíè÷åñêîé ãèïåðãëèêåìèåé, ðàçâèâàþùåéñÿ ïîä âëèÿíèåì íàñëåäñòâåííûõ è ýêçîãåííûõ ôàêòîðîâ [1]. Ñîãëàñíî
ñîâðåìåííîé êëàññèôèêàöèè, ïî ìåõàíèçìó ïàòîãåíåçà âûäåëÿþò èíñóëèíçàâèñèìûé (I òèïà), íåèíñóëèíçàâèâèìûé
(II òèïà) è ñìåøàííûé ñàõàðíûé äèàáåò [1].
Äîëÿ èíñóëèíçàâèñèìîãî ñàõàðíîãî äèàáåòà â îáùåé
ñòðóêòóðå çàáîëåâàíèÿ ñîñòàâëÿåò îêîëî 10%, ïðè ýòîì
÷àùå ñòðàäàþò äåòè [2]. Ïóñêîâûì ìåõàíèçìîì äëÿ ðåàëèçàöèè ãåíåòè÷åñêîé ïðåäðàñïîëîæåííîñòè ÿâëÿåòñÿ âîçäåéñòâèå íà ïàðåíõèìó ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû áèîëîãè÷åñêèõ
(âèðóñíàÿ èíôåêöèÿ), õèìè÷åñêèõ èëè ôèçè÷åñêèõ ôàêòîðîâ.
Âàæíóþ ðîëü èãðàåò íàðóøåíèå ôóíêöèé èììóííîé ñèñòåìû â âèäå ðàññòðîéñòâà ïðîòèâîâèðóñíîé çàùèòû, ïðèâîäÿùèå ê ðàçâèòèþ âèðóñíîé èíôåêöèè, ïîâðåæäàþùåé
ýíäîêðèíîöèòû ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû, èëè â âèäå ñíèæåíèÿ
àêòèâíîñòè CD4+CD25+ ðåãóëÿòîðíûõ Ò-ëèìôîöèòîâ, à òàêæå
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
Â-ëèìôîöèòîâ, ìàêðîôàãîâ, äåíäðèòíûõ êëåòîê, ÷òî ÿâëÿåòñÿ îñíîâîé àóòîèììóííîãî ìåõàíèçìà çàáîëåâàíèÿ [5].
Òàêòèêà ëå÷åíèÿ ïàöèåíòîâ ñ ñàõàðíûì äèàáåòîì I òèïà
áàçèðóåòñÿ íà ïðèìåíåíèè ïðåïàðàòîâ æèâîòíîãî è ÷åëîâå÷åñêîãî èíñóëèíà â ñî÷åòàíèè ñ ðåãóëÿðíûì ìîíèòîðèðîâàíèåì óðîâíÿ ãëþêîçû â êðîâè. Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ àóòîèììóííîãî ïîâðåæäåíèÿ ïàðåíõèìû ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû
èñïîëüçóåòñÿ èììóííîñóïðåññèâíàÿ òåðàïèÿ, êîòîðàÿ íåèçáåæíî ïðèâîäèò ê àêòèâèçàöèè îïïîðòóíèñòè÷åñêèõ èíôåêöèé
è äðóãèì îñëîæíåíèÿì. Òàê êàê âûçäîðîâëåíèå ïàöèåíòîâ â
íàñòîÿùåå âðåìÿ íåâîçìîæíî, òî êàñêàä ìåòàáîëè÷åñêèõ
íàðóøåíèé, ñâÿçàííûõ ñ íåäîñòàòî÷íîé ñåêðåöèåé èíñóëèíà, ñî âðåìåíåì ïðèâîäèò ê ðàçâèòèþ ìèêðî- è ìàêðîàíãèîïàòèé, ðàññòðîéñòâ ñî ñòîðîíû íåðâíîé ñèñòåìû è äðóãèì
îñëîæíåíèÿì.
Èç-çà íåóäîâëåòâîðèòåëüíûõ ðåçóëüòàòîâ ñîâðåìåííûõ
ìåòîäîâ ëå÷åíèÿ áîëüíûõ ñàõàðíûì äèàáåòîì, à òàêæå
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
âûñîêîé ÷èñëåííîñòè çàáîëåâøèõ (171 ìëí ÷åëîâåê íà ìîìåíò 2000 ã. [6]), àêòèâíî âåäåòñÿ ïîèñê íîâûõ íàïðàâëåíèé ýòèîòðîïíîé è ïàòîãåíåòè÷åñêîé òåðàïèè.  ÷àñòíîñòè,
äëÿ óñòðàíåíèÿ íàðóøåíèé, ñâÿçàííûõ ñ óòðàòîé èíñóëèíñèíòåçèðóþùèõ êëåòîê ïðè ñàõàðíîì äèàáåòå I òèïà, ïðåäëîæåíà òðàíñïëàíòàöèÿ β-êëåòîê îñòðîâêîâ Ëàíãåðãàíñà, à
òàêæå öåëîé ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû êàê îòäåëüíî [7], òàê è
îäíîâðåìåííî ñ ïî÷êàìè ïðè ðàçâèâøåéñÿ íåôðîïàòèè [8].
Ðàññìàòðèâàåòñÿ òàêæå âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ìåçåíõèìíûõ ìóëüòèïîòåíòíûõ ñòðîìàëüíûõ êëåòîê (ÌÌÑÊ) è
ýìáðèîíàëüíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ ïîïóëÿöèè ýíäîêðèííûõ êëåòîê ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû [9].
Íåñìîòðÿ íà ðÿä ïîëîæèòåëüíûõ ìîìåíòîâ, ýòè ïîäõîäû íå
ïîçâîëÿþò îòêàçàòüñÿ îò ïîäàâëåíèÿ èììóíèòåòà èç-çà ðèñêà ðàçâèòèÿ ðåàêöèè îòòîðæåíèÿ äîíîðñêîé òêàíè è/èëè
ïðîäîëæàþùåãîñÿ àóòîèììóííîãî ïðîöåññà [7].
Ïðèíöèïèàëüíî èíûì íàïðàâëåíèåì ÿâëÿåòñÿ êîððåêöèÿ
ôóíêöèîíàëüíûõ íàðóøåíèé èììóííîé ñèñòåìû äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ äàëüíåéøåé äåñòðóêöèè β-êëåòîê îñòðîâêîâ Ëàíãåðãàíñà. Ñ ýòîé öåëüþ ïðåäëàãàåòñÿ èñïîëüçîâàòü òðàíñïëàíòàöèþ àóòîãåííûõ ãåìîïîýòè÷åñêèõ ñòâîëîâûõ êëåòîê
(ÃÑÊ), íàöåëåííóþ íà óâåëè÷åíèå ïóëà ðåãóëÿòîðíûõ Ò-ëèìôîöèòîâ, à òàêæå íà ñóïðåññèþ Ò-ýôôåêòîðîâ [10]. Èììóíîìîäóëèðóþùåå äåéñòâèå ïðè ñàõàðíîì äèàáåòå
I òèïà ïîêàçàíî òàêæå äëÿ ÌÌÑÊ [11].
23
 ðàìêàõ ýòîãî íàïðàâëåíèÿ M.J. Haller ñ ñîàâò. (2008)
ïðåäïðèíÿëè êëèíè÷åñêîå èññëåäîâàíèå, â õîäå êîòîðîãî
îöåíèâàëè ýôôåêòèâíîñòü ïðèìåíåíèÿ ïóïîâèííîé êðîâè
äëÿ ëå÷åíèÿ ïàöèåíòîâ ñ ñàõàðíûì äèàáåòîì I òèïà.
Ñ 2005 ã. îñóùåñòâëÿëñÿ ïîäáîð ïîäõîäÿùèõ áîëüíûõ ñ ñîõðàíåííîé ïóïîâèííîé êðîâüþ. Â ðåçóëüòàòå íà ñåãîäíÿøíèé
äåíü â èññëåäîâàíèè ïðèíÿëè ó÷àñòèå 15 äåòåé â âîçðàñòå îò
3,5 äî 7 ëåò, êàæäîìó èç êîòîðûõ äâàæäû ñ èíòåðâàëîì â
6 ÷àñîâ âíóòðèâåííî òðàíñôóçèðîâàëè êëåòêè ïóïîâèííîé êðîâè â îáúåìå îêîëî 100 ìë.  íàñòîÿùèé ìîìåíò ïðîäîëæàåòñÿ ïîèñê äîïîëíèòåëüíûõ ïàöèåíòîâ äëÿ ó÷àñòèÿ â èññëåäîâàíèè. Îò ïðåäòðàíñïëàíòàöèîííûõ ìåðîïðèÿòèé, íàïðàâëåííûõ
íà ëèêâèäàöèþ àóòîðåàêòèâíûõ êëîíîâ Ò-ëèìôîöèòîâ, àâòîðû îòêàçàëèñü âî èçáåæàíèå òÿæåëûõ îñëîæíåíèé (ðàññòðîéñòâà ñî ñòîðîíû äûõàòåëüíîé, íåðâíîé ñèñòåì, ïå÷åíè,
ýíäîêðèííûå íàðóøåíèÿ, èíôåêöèîííûå çàáîëåâàíèÿ). Íà
âûáîðå ýòîé ìåòîäèêè èññëåäîâàòåëè îñòàíîâèëèñü, íåñìîòðÿ íà ïðèâåäåííûé èìè æå ïðèìåð óñïåøíîé òðàíñïëàíòàöèè ÃÑÊ â ãðóïïå ïàöèåíòîâ ñ ñàõàðíûì äèàáåòîì I òèïà ñ ïðèìåíåíèåì íåìèåëîàáëÿòèâíûõ ïðîòîêîëîâ [10]. Âîçìîæíî,
îòêàç îò ïðåäòðàíñïëàíòàöèîííûõ ìåðîïðèÿòèé ñâÿçàí òàêæå
ñ ó÷àñòèåì äåòåé â êëèíè÷åñêîì èññëåäîâàíèè, ïåðåãîâîðû ñ
ðîäèòåëÿìè êîòîðûõ è òàê íîñèëè ñëîæíûé õàðàêòåð, à îïàñíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ õèìèîòåðàïèè èëè îáëó÷åíèÿ ìîãëè è
âîâñå îñòàâèòü èññëåäîâàòåëåé áåç þíûõ èñïûòóåìûõ.
Ñõåìà ïàòîãåíåçà ñàõàðíîãî äèàáåòà 1 òèïà
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008
24
Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé
Ðåçóëüòàòû îöåíèâàëè êàæäûå òðè ìåñÿöà ïåðâîãî è 6
ìåñÿöåâ âòîðîãî ãîäà ïóòåì ïðîâåäåíèÿ ãëþêîçî-òîëåðàíòíîãî òåñòà, îïðåäåëåíèÿ óðîâíÿ ãëèêèðîâàííîé ôðàêöèè ãåìîãëîáèíà â êðîâè (ÍbÀ1ñ, íîðìà 4,8-7,8%), Ñ-ïåïòèäà è
íåîáõîäèìîãî êîëè÷åñòâà èíñóëèíà â ÅÄ íà êã â ñóòêè. Êðîìå òîãî, îöåíèâàëè êîëè÷åñòâî ôóíêöèîíàëüíî àêòèâíûõ
ðåãóëÿòîðíûõ Ò-ëèìôîöèòîâ ìåòîäîì ïðîòî÷íîé öèòîìåòðèè íà CD3, CD4, CD8, CD25. Êîíòðîëåì ñëóæèëè âåëè÷èíû
èññëåäóåìûõ ïàðàìåòðîâ äî ââåäåíèÿ ïóïîâèííîé êðîâè, à
òàêæå ðåçóëüòàòû ãðóïïû ïàöèåíòîâ, íå ïîäâåðãíóòûõ òðàíñïëàíòàöèîííûì ìåðîïðèÿòèÿì.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. Alberti K.G., Zimmet P.Z. Definition, diagnosis and classification of
diabetes mellitus and its complications. Part 1: diagnosis and classification of
diabetes mellitus provisional report of a WHO consultation. Diabet Med. 1998;
15: 539-53.
2. Rother K.I. Diabetes treatment-bridging the divide. N. Engl. J. Med. 2007;
356 (15): 1499-501.
3. Amos A.F., McCarty D.J., Zimmet P. The rising global burden of diabetes
and its complications: estimates and projections to the year 2010. Diabet Med.
1997; 14 (5): 57-85.
4. Daneman D. Type 1 diabetes. Lancet 2006; 367 (9513): 847-58.
5. Kukreja A., Cost G., Marker J. et al. Multiple immuno-regulatory defects
in type-1 diabetes. J. Clin. Invest. 2002; 109: 131-40.
6. Wild S., Roglic G., Green A. et al. Global prevalence of diabetes:
estimates for the year 2000 and projections for 2030. Diabetes Care 2004;
27 (10): 2568-9.
Ïðåäâàðèòåëüíûå ðåçóëüòàòû áûëè îãëàøåíû íà íàó÷íîé
ñåññèè Àìåðèêàíñêîé Äèàáåòè÷åñêîé Àññîöèàöèè (American
Diabetes Association Scientific Sessions) â ×èêàãî â èþíå
2007 ã. ïî äàííûì, ïîëó÷åííûì îò 8 ïàöèåíòîâ ïîñëå 6 ìåñ.
èññëåäîâàíèÿ.  öåëîì, íà ñåãîäíÿøíèé äåíü àâòîðû îòìå÷àþò, ÷òî ó äåòåé, êîòîðûì âûïîëíÿëîñü ââåäåíèå êëåòîê ïóïîâèííîé êðîâè, âåëè÷èíû îöåíèâàåìûõ ïàðàìåòðîâ ëó÷øå,
÷åì â êîíòðîëå. Îäíàêî èññëåäîâàòåëè íå ïðèâîäÿò ñòàòèñòè÷åñêèõ âûêëàäîê è âîçäåðæèâàþòñÿ îò ñêîðîïàëèòåëüíûõ
çàêëþ÷åíèé äî îêîí÷àíèÿ êëèíè÷åñêèõ èñïûòàíèé, î çàïëàíèðîâàííûõ ñðîêàõ îêîí÷àíèÿ êîòîðûõ ïîêà íå ñîîáùàþò.
7. Vinik A.I., Fishwick D.T., Pittenger G. Advances in diabetes for the
millennium: toward a cure for diabetes. MedGenMed : Medscape general medicine
2004; 6 (3): 12.
8. Stratta R.J., Alloway R.R. Pancreas transplantation for diabetes mellitus:
a guide to recipient selection and optimum immunosuppression. BioDrugs 1998;
10 (5): 347-57.
9. Jones P.M., Courtney M.L., Burns C.J. et al. Cell-based treatments for
diabetes. Drug Discov Today 2008. Epub ahead of print.
10. Voltarelli J.C., Couri C.E., Stracieri A.B. et al. Autologous nonmyeloablative
hematopoietic stem cell transplantation in newly diagnosed type 1 diabetes
mellitus. JAMA 2007; 297: 1568-76.
11. Abdi R., Fiorina P., Adra C.N. et al. Immunomodulation by mesenchymal
stem cells: a potential therapeutic strategy for type 1 diabetes. Diabetes 2008;
57 (7): 1759-67.
12. Haller M.J., Viener H., Wasserfall C. et al. Autologous umbilical cord blood
infusion for type 1 diabetes. Experimental Hematology 2008; 36: 710-15.
Ïîäãîòîâèë È.ß. Áîçî
Ïî ìàòåðèàëàì Haller M.J., Viener H., Wasserfall C. et al. Autologous umbilical
cord blood infusion for type 1 diabetes. Exp. Hematol. 2008; 36: 710-15
Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ Òîì III, ¹ 3, 2008