Главная / Новости (Журнал «КТ») /
« 26.05.2004
Архив

Ранние исследования продемонстрировали способность клеток костного мозга востанавливать повреждённую мышцу in vivo на различных моделях [1-6]. Но степень engraftment(а) - внедрения, приживления и миогеной дифференцировки клеток оставалась на довольно низком уровне - максимально до 3.5% [6].

В данном исследовании удалось добиться самой высокой степени химеризма скелетной мышцы донорскими клетками. В качестве доноров костного мозга использовали GFP-трансгенных мышей. После сублетального облучения мышей-реципиентов производили трансплантацию костного мозга в хвостовую вену. Через 2 месяца, когда уровень химеризма (в периферической крови) составлял 60-75%, производили повреждение мышцы бедра кардиотоксином (приводит к быстрому лизису 80-90% миоцитов в месте инъекции). Через 2 месяца мышей забивали и смотрели степень регенерации мышцы и дифференцировки введённых клеток. В качестве мышечных маркёров использовали - дистрофин и десмин. В результате были установлены следующие факторы химеризации и механизмы регенеративного действия клеток:

1. Зависимость локального химеризма от дозы радиации. Тотальное облучение в дозе 500 cGy приводило к 20 кратному увеличению степени химеризма мышцы донорскими клетками, по сравнению с контролем (без облучения). Причём этот показатель не зависел от дозы введённых клеток.

2. Зависимость химеризации от степени повреждения. После трансплантации 40 миллионов клеток и дозе предшествующего облучения в 900 cGy, производили повреждение правой мышцы бедра и мобилизацию клеток костного мозга различными цитокинами. Оказалось, что через месяц химеризм повреждённой мышцы был более чем в 100 раз выше, по сравнению с контролем (левая мышца, в которую вводили физ. раствор вместо кардиотоксина).

3. Зависимость степени химеризма от вида мобилизации. После проведения трансплантации в сходных условиях (см. 2), через 3 дня после повреждения мышцы производили мобилизацию клеток костного мозга "в периферию" различными цитокинами и в различных режимах. Оказалось, что максимальная степень химеризма наблюдается при введении G-CSF (гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор) + SCF (stem cells factor) или при введении только G-CSF в 2 цикла.

4. Зависимость миогенной конверсии от места введения и вида клеток. После облучения мышей в дозе 500 cGy и трансплантации GFP+ костного мозга, производили повреждение правой мышцы бедра. Через 2 недели прямо в повреждённую мышцу вводили 4 млн. клеток костного мозга или 0.6 млн lin(-) популяции костного мозга или физ. раствор. Оказалось, что только при введении lin(-)-клеток - 12% скелетных миоцитов на повреждённой стороне становились GFP-позитивными. 5. К механизму действия клеток в повреждённой мышце.

- при применении другой модели трансгенных мышей (трансплантация beta-gal(+) клеток GFP(+) - мышам), введённые клетки образовывали сосудистую сеть и трансформировались в скелетные миоциты лишь с частотой 1 : 1000;

- lin(-)-клетки образовывали большое количество новых GFP(+)-колоний скелетных миоцитов. При их внутримышечном введении - 643GFP(+) мышечных волокна формировали 44 колонии;

- на различных моделях показали (включая секс-перекрёстные трансплантации), что большинство введённых клеток сливается с хозяйскими миоцитами.

Таким образом, по-видимому только мезенхимальные клетки костного мозга способны дифференцироваться в скелетные миоциты. Регенеративный механизм действия гемопоэтических клеток на повреждёные миоциты - опосредован феноменом слияния и возможным синтезом "факторов регенерации".

По материалам
Exp Hematol 2004; 32: 426–434
 

литература:

1. Saito T, et al. Myogenic expression of mesenchimal stem cells within myotubes of mdx mice in vitro and in vivo. Tissue Eng. 1995; 1: 327–343
2. Ferrari G, et al. Muscle regeneration by bone marrow–derived myogenic progenitors. Science. 1998; 279: 1528–1530. Erratum in: Science 1998; 281: 923
3. Bittner RE, et al. Recruitment of bonemarrow-derived cells by skeletal and cardiac muscle in adult dystrophic mdx mice. Anat Embryol (Berl) 1999; 199 :391–396
4. Fukada S, et al. Muscle regeneration by reconstitution with bone marrow or fetal liver cells from green fluorescent protein-gene transgenic mice. J Cell Sci 2002; 115: 1285–1293
5. Gussoni E, et al. Dystrophin expression in the mdx mouse restored by stem cell transplantation. Nature 1999; 401: 390–394
6. LaBarge MA, Blau HM. Biological progression from adult bone marrow to mononucleate muscle stem cell to multinucleate muscle fiber in response to injury. Cell 2002; 111: 589–601

Engraftment lin(-)-клеток костного мозга через 4 нед. после их введения в повреждённую мышцу. Окраска anti-GFP-антителами (зелёный) и ядер клеток - dapi (синий).
 
 

Слияние клеток костного мозга донора GFP(+)-самки и миоцитов хозяина (самца). FISH-окраска на Y-хромосому (розовый).