Ключевой процесс в развитии стволовых клеток идентифицирован

Учёные из Институтов Гладстона обнаружили, что факторы окружающей среды критически влияют на рост индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток), полученных из взрослых клеток кожи. Это открытие даёт новое понимание того, как формируются эти клетки, и приближает науку к клеточной терапии для борьбы с болезнями.

Исследователи из лаборатории старшего научного сотрудника Гладстона Синъи Яманаки впервые показали, что белковые факторы, выделяемые другими клетками, влияют на «репрограммирование» взрослых клеток в iPS-клетки. Результаты опубликованы онлайн в журнале Cell Stem Cell.

В 2007 году доктор Яманака открыл набор специфических белков, добавление которых к клеткам человеческой кожи индуцирует их превращение в iPS-клетки, ведущие себя подобно эмбриональным стволовым клеткам. Технология iPS-клеток рассматривается как новая платформа для открытия лекарств и изучения основ болезней, позволяющая избежать этических проблем, связанных с эмбриональными стволовыми клетками.

Влияние среды на репрограммирование

При стандартном преобразовании клеток кожи в iPS-клетки они находятся на специальном слое материалов в чашке Петри, который включает «фидерные» клетки, обеспечивающие питательные вещества. В данном исследовании, проведённом в Центре биологии и медицины стволовых клеток им. Родденберри в Гладстоне, учёные использовали метод, при котором фидерный слой секретирует белок LIF (так называемый «Киотский» метод, изобретённый доктором Яманакой).

Роль LIF в инактивации X-хромосомы

Исследователи проанализировали важность LIF для роста женских iPS-клеток, которые содержат две X-хромосомы. Чтобы избежать двойной дозы генов, у самок млекопитающих одна из X-хромосом инактивируется в процессе «X-инактивации». Как именно это происходит, неизвестно.

Учёные обнаружили, что женские iPS-клетки, выращенные на фидерных слоях без LIF, имели одну инактивированную X-хромосому. Однако те iPS-клетки, которые росли на слое клеток с белком LIF, развивались с двумя активными X-хромосомами. При переносе клетки из среды без LIF в среду с LIF неактивная X-хромосома активировалась, и клетки становились ещё более похожими на эмбриональные стволовые клетки.

Значение открытия

• Результаты подтверждают гипотезу о критической важности клеточного окружения для процесса репрограммирования.
• Они позволят легко генерировать стабильные, высококачественные iPS-клетки с двумя активными X-хромосомами для более детального изучения процесса.
• Поскольку технология iPS позволяет создавать стволовые клетки от пациентов с конкретными заболеваниями, это открытие может привести к созданию превосходной человеческой модели для изучения болезней (таких как болезнь Альцгеймера или сердечные заболевания) и тестирования новых лекарств.