Характеристики мезенхимных стромальных клеток пупочного канатика человека при длительном культивировании in vitro

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Мезенхимные стромальные клетки (МСК) считаются одним из наиболее перспективных ресурсов для регенеративной терапии из-за простоты выделения, высокой пролиферативной активности и широкого спектра продуцируемых ими биологически активных веществ (цитокины, факторы роста и др.). Использование МСК в клинической практике связано с необходимостью их культивирования, в ходе которого могут значительно изменяться свойства и характеристики клеток. Наша работа была посвящена изучению возможности спонтанной трансформации и изменений морфофункциональных свойств мезенхимных стромальных клеток человека в условиях ex vivo. При скрининге более 200 первичных культур МСК различного тканевого происхождения удалось получить одну длительно пролиферирующую культуру (на 59-м пассаже, более 6 мес. культивирования). В течение всего периода культивирования клетки сохраняли нормальный кариотип, морфологию, иммунофенотип и дифференцировочный потенциал МСК. В результате оценки изменения длины теломер, по отсутствию теломеразной активности и окраске на SA-β-gal было выявлено старение культуры, которое начиналось после 28-го пассажа. Таким образом, показано, что при долгосрочном культивировании МСК сохраняют свои характеристики и подвержены клеточному старению.

Об авторах

А. А. Айзенштадт

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Автор, ответственный за переписку.
Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. А. Сказина

Покровский банк стволовых клеток

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. А. Котелевская

Покровский банк стволовых клеток

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Л. В. Елсукова

Покровский банк стволовых клеток

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Т. Л. Золина

Покровский банк стволовых клеток

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. В. Пономарцев

Институт цитологии РАН

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. К. Галактионов

Институт цитологии РАН

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

И. А. Галембо

Покровский банк стволовых клеток

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Д. А. Иволгин

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

И. И. Масленникова

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. И. Енукашвили

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: nie@newmail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 2006;8(4):315-317. doi: 10.1080/14653240600855905.
  2. Furno DL, Mannino G, Giuffrida R. Functional Role of Mesenchymal Stem Cells in the Treatment of Chronic Neurodegenerative Diseases. J Cell Physiol. 2018;233(5):3982-3999. doi: 10.1002/jcp.26192.
  3. Epstein SE, Luger D, Lipinski MJ. Paracrine-Mediated Systemic Anti-Inflammatory Activity of Intravenously Administered Mesenchymal Stem Cells: A Transformative Strategy for Cardiac Stem Cell Therapeutics. Cir Res. 2017;121(9):1044-1046. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.117.311925.
  4. Mohseny AB, Szuhai K, Romeo S, et al. Osteosarcoma originates from mesenchymal stem cells in consequence of aneuploidization and genomic loss of Cdkn2. J Pathol. 2009;219(3):294-305. doi: 10.1002/path.2603.
  5. Torsvik A, Røsland GV, Svendsen A, et al. Spontaneous malignant transformation of human mesenchymal stem cells reflects cross-contamination: putting the research field on track-letter. Cancer Res. 2010;70(15):6393-6396. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-10-1305.
  6. Tao H, Lin Y, Zhang G, et al. Experimental observation of human bone marrow mesenchymal stem cell transplantation into rabbit intervertebral discs. Biomed Rep. 2016;5(3):357-360. doi: 10.3892/br.2016.731.
  7. Katsiani E, Garas A, Skentou C, et al. Chorionic villi derived mesenchymal like stem cells and expression of embryonic stem cells markers during long-term culturing. Cell and Tissue Banking. 2016;17(3):517-529. doi: 10.1007/s10561-016-9559-4.
  8. Jeong SG, Cho GW. Accumulation of apoptosis-insensitive human bone marrow-mesenchymal stromal cells after long-term expansion. Cell Biochemistry and Function. 2016;34(5):310-316. doi: 10.1002/cbf.3191.
  9. Danisovic L, Oravcova L, Krajciova L, et al. Effect of long-term culture on the biological and morphological characteristics of human adipose tissue-derived stem cells. J Physiol Pharmacol. 2017;68(1):149-158.
  10. Nikitina V, Astrelina T, Nugis V, et al. Clonal chromosomal and genomic instability during human multipotent mesenchymal stromal cells long-term culture. PLoS One. 2018;13(2):e0192445. doi: 10.1371/journal.pone.0192445.
  11. Baksh D, Yao R, Tuan RS. Comparison of proliferative and multilineage differentiation potential of human mesenchymal stem cells derived from umbilical cord and bone marrow. Stem Cells. 2007;25(6):1384-1392. doi: 10.1634/stemcells.2006-0709.
  12. Айзенштадт А.А., Енукашвили Н.И., Золина Т.Л., и др. Сравнение пролиферативной активности и фенотипа МСК, полученных из костного мозга, жировой ткани и пупочного канатика // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. – 2015. – Т. 7. – № 2. – С. 14–22. [Aisenstadt AA, Enukashvili NI, Zolina TL. Comparison of proliferation and immunophenotype of MSK, obtainedfrom bone marrow, adipose tissue and umbilical cord. Herald of North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov. 2015;7(2):14-22. (In Russ.)]
  13. Ma YH, Zeng X, Qiu XC, et al. Perineurium-like sheath derived from long-term surviving mesenchymal stem cells confers nerve protection to the injured spinal cord. Biomaterials. 2018;160:37-55. doi: 10.1016/j.biomaterials.2018.01.015.
  14. Wang Y, Zhang Z, Chi Y, et al. Long-term cultured mesenchymal stem cells frequently develop genomic mutations but do not undergo malignant transformation. Cell Death Dis. 2013;4(12):e950. doi: 10.1038/cddis.2013.480.
  15. Hao H, Chen G, Liu J, et al. Culturing on Wharton’s jelly extract delays mesenchymal stem cell senescence through p53 and p16INK4a/pRb pathways. PLoS One. 2013;8(3):e58314. doi: 10.1371/journal.pone.0058314.
  16. Kundrotas G, Gasperskaja E, Slapsyte G, et al. Identity, proliferation capacity, genomic stability and novel senescence markers of mesenchymal stem cells isolated from low volume of human bone marrow. Oncotarget. 2016;7(10):10788-802. doi: 10.18632/oncotarget.7456.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Среднее время удвоения популяции мезенхимных стромальных клеток пупочного канатика. Синяя линия — среднее время удвоение популяции мезенхимных стромальных клеток в 204 культурах. Красная линия — время удвоения популяции мезенхимных стромальных клеток _0714. По оси абсцисс — количество пассажей, по оси ординат — время удвоения популяции. Данные представлены в виде среднего значения с отложенным стандартным отклонением

Скачать (78KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Репрезентативные микрофотографии клеток культуры МСК_0714 на ранних (4-й пассаж), средних (22-й пассаж) и поздних (47-й пассаж) сроках культивирования. Световая микроскопия. Ув. ×400. Масштаб (50 мкм) указан на микрофотографиях

Скачать (434KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Культура МСК_0714 на 48-м пассаже. Синий цвет — клетки с активной SA-β-gal. Световая микроскопия. Ув. ×400. Масштаб указан на микрофотографиях

Скачать (255KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Интенсивность флуоресценции клеток культуры МСК_0714, экспрессирующих антигены CD90 и СD105 в зависимости от пассажа

Скачать (230KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Вид культур МСК_0714 28-го пассажа после 2-й недели культивирования в среде, содержащей хондрогенные (a — окрашивание альциановым синим), адипогенные (b — окрашивание жировым красным О) и остеогенные стимулы (c — окрашивание ализариновым красным). Световая микроскопия. Ув. ×400. Масштаб указан на микрофотографиях

Скачать (513KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение длины теломер клеток культур МСК_0714 в ходе культивирования in vitro

Скачать (58KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Активность теломеразы в клетках МСК_0714. КВ и 1301 — положительный контроль, клетки с высокоактивной теломеразой hTERT

Скачать (34KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Кариотип МСК_0714 через 5 мес. после начала культивирования (50-й пассаж)

Скачать (366KB)
Метаданные

© Айзенштадт А.А., Сказина М.А., Котелевская Е.А., Елсукова Л.В., Золина Т.Л., Пономарцев Н.В., Галактионов Н.К., Галембо И.А., Иволгин Д.А., Масленникова И.И., Енукашвили Н.И., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».