Одной из проблем в биологии стволовых клеток является отсутствие уникального «портрета» клеток, находящихся на разных стадиях дифференцировки в функционально зрелые клетки. В данной статье авторы предложили методический подход для выявления специфичных характеристик потомков стволовых клеток. Кроме того, в статье приведен протокол получения зрелых функциональных сосудистых клеток из плюрипотентных стволовых клеток человека, который может быть использован для in vitro моделирования и исследований различных заболеваний, связанных с сосудистыми аномалиями.

В эмбриогенезе перициты (PC, отростчатые клетки соединительной ткани, являющиеся структурными элементами небольших кровеносных сосудов) и гладкомышечные клетки (SMC) происходят из мезенхимы, которая в свою очередь происходит из разных эмбриональных источников. Выявлено по меньшей мере восемь независимых источников для сосудистых SMC и РС! Кроме того, показано высокомозаичное распределение SMC в сосудистой сети в зависимости от места происхождения. Оставалось неясным, как отличать РС и SMC, получаемые in vitro, от их предшественников и между собой. Cамый надежный критерий идентификации РС и SMC в эмбриональных тканях, их анатомическое местоположение (Armulik et al., 2011), не может быть применен в исследованиях дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток (hPSC). Ответу на этот вопрос посвящена данная статья.

В предыдущей работе авторы показали, что образование предшественников мезенхимных стволовых клеток и эндотелиальных клеток из эмбриональных стволовых клеток и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (hiPSC) человека определяется появлением клонального предшественника мезенхимоангиобласта (МВ) (Vodyanik et al., 2010). Этот предшественник in vivo происходит из APLNR⁺PDGFRα⁺CD31⁻VE-cadherin⁻ примитивной задней мезодермы.

В настоящей работе авторы показали, что мезенхимоангиобласты, помимо дифференцировки в эндотелиальные клетки и мезенхимальные стромальные клетки (MSCs), также могут дифференцироваться в клетки сосудов – перициты и гладкомышечные клетки. Используя функциональный и фенотипический анализ в сочетании с анализом профиля экспрессии генов клональных МВ и их потомков, были определены последовательные этапы дифференцировки и специфические маркеры предшественников, приводящие к развитию PC и SMC из мезодермы (рис.1).

Для идентификации стадий-специфичных маркеров авторы провели транскриптомный анализ дифференцировочных потомков мезенхимоангиобластов, полученных из плюрипотентных стволовых клеток и соматических перицитов из мозга, плаценты и сетчатки. Были выявлены гены, экспрессия которых уникальна для каждой стадии дифференцировки мезенхимоангиобласта в сосудистые клетки. В функциональных тестах in vitro и in vivo была продемонстрирована способность незрелых перицитов и их зрелых потомков РС1 и РС2 участвовать в формировании сосудистой сети, а также показана сократительная способность полученных из плюрипотентных клеток зрелых SMCs.

Таким образом, авторы статьи показали, что плюрипотентные стволовые клетки могут быть инструментом для идентификации уникальных характеристик разных стадий дифференцировки.

Новость подготовила © 2017 Киселева Е.В.

30.08.2017