Выявлен механизм гибели изолированных стволовых клеток человека

Команда молекулярных биологов под руководством специалистов RIKEN (Япония) определила причину, по которой человеческие эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) подвергаются апоптозу при отделении друг от друга. Это открытие позволит культивировать человеческие стволовые клетки более эффективно.

В отличие от мышиных, человеческие ЭСК необходимо культивировать в сгустках, что затрудняет работу с ними. При потере контакта с соседними клетками они немедленно запускают апоптоз.

Группа под руководством Ёсики Сасаи из Центра биологии развития RIKEN в Кобе показала, что этот апоптоз можно подавить ингибитором фермента ROCK (Rho-зависимая протеинкиназа). С помощью видеомикроскопии живых клеток и лабораторного анализа учёные проследили начало и развитие апоптоза, вызванного диссоциацией.

Через несколько часов после отделения клетки начинали блеббинг — спонтанное образование пальцевидных выпячиваний мембраны, из-за которого клетки начинали «дрожать». Этот процесс, при котором мембрана отслаивается от цитоскелета, длился часами и неизбежно заканчивался разрывом клетки. Исследователи назвали это «танцем смерти» и связали его начало с гиперактивацией белка миозина.

Изучив уровни ROCK после диссоциации и регуляцию его активности, команда установила, что гиперактивация миозина (и, как следствие, блеббинг и апоптоз) вызывается непосредственно ROCK. Этот процесс можно подавить ингибитором миозина блеббистатином. Весь каскад запускается потерей межклеточного контакта и регулируется соединением Abr.

Раскрытый молекулярный механизм потенциально позволит манипулировать человеческими ЭСК по отдельности без риска их гибели. Интересно, что разная чувствительность к апоптозу у человеческих и мышиных ЭСК оказалась связана не с видом, а со стадией развития, на которой были получены родительские стволовые клетки.

«Мы планируем дальнейшую работу, чтобы понять детальный механизм активации Abr, — говорит Ёсики Сасаи. — Другой вопрос, который мы хотим изучить, — почему клетки умирают при гиперактивации миозина».