Biopolym. Cell. 2016; 32(2):118-125.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000914
Молекулярна та клітинна біотехнології
Диференціація плюрипотентних стовбурових клітин в кардіоміоцити залежить від розміру ембріоїдних тілець
1Будаш Г. В., 1Білько Д. І., 1Білько Н. М.
  1. Національний університет «Києво-Могилянська академія»
    вул. Сковороди 2, Київ 04655, Україна

Abstract

Мета. Знайти зв’язок між розміром ембріоїдних тілець та ефективністю диференціювання плюрипотентних стовбурових клітин в кардіоміоцити. Методи. Трансгенні клітинні лінії індукованих плюрипотентних клітин AT25 та ембріональних стовбурових клітин D3 αPIG44 диференціювали в кардіоміоцити в AggreWell планшетах. Вище згадані планшети містять мікролунки, які дають можливість сформувати ембріоїдні тільця з плюрипотентних стовбурових клітини певного заданого розміру. Обидві клітинні лінії були генетично модифіковані і експресували IRES-фланкований зелений флуоресцентний білок (еGFP), під контролем кардіоспецифічного α-MHC промоутера. Для перевірки ефективність процесів диференціювання було застосовано методи проточної цитометрії та флуоресцентної мікроскопії. Результати. Встановлено, що ефективність диференціювання ембріоїдних тілець отриманих з лінії індукованих плюрипотентних клітин лінії AT25 розміром 250 і 1000 клітин менша в порівнянні з ембріональними тільцями сформованими з 500 і 750 клітин. Кількість eGFP+ клітин, отриманих з ембріоїдних тілець розміром 500 клітин була 8,5 разів більшою ніж з ембріональних тілець розміром 250 клітин (що становило 2,86 ± 0,30 % кардіоміоцитів для ембріоїдних тілець розміром 500 клітин, і лише 0,34 % eGFP+ клітин для ембріоїдних тілець розміром 250 клітин). Висновки. Впливати на ефективність диференціювання плюрипотентних стовбурових клітин в кардіоміоцити можна змінюючи початковий розмір ембріоїдних тілець. Серед ембріоїдних тілець, утворених в діапазоні від 250 до 2000 клітин, найвищий відсоток eGFP + клітин отримували з ембріоїдних тілець, утворених 500 клітинами.
Keywords: плюрипотентні стовбурові клітини, індуковані плюрипотентні стовбурові клітини, ембріоїдні тільця, кардіоміоцити, диференціювання
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Watt FM, Hogan BL. Out of Eden: stem cells and their niches. Science. 2000;287(5457):1427-30.
[2] Ishii T, Yasuchika K, Fujii H, Hoppo T, Baba S, Naito M, Machimoto T, Kamo N, Suemori H, Nakatsuji N, Ikai I. In vitro differentiation and maturation of mouse embryonic stem cells into hepatocytes. Exp Cell Res. 2005;309(1):68-77.
[3] Moritoh Y, Yamato E, Yasui Y, Miyazaki S, Miyazaki J. Analysis of insulin-producing cells during in vitro differentiation from feeder-free embryonic stem cells. Diabetes. 2003;52(5):1163-8.
[4] Mummery C, Ward-van Oostwaard D, Doevendans P, Spijker R, van den Brink S, Hassink R, van der Heyden M, Opthof T, Pera M, de la Riviere AB, Passier R, Tertoolen L. Differentiation of human embryonic stem cells to cardiomyocytes: role of coculture with visceral endoderm-like cells. Circulation. 2003;107(21):2733-40.
[5] Karp JM, Ferreira LS, Khademhosseini A, Kwon AH, Yeh J, Langer RS. Cultivation of human embryonic stem cells without the embryoid body step enhances osteogenesis in vitro. Stem Cells. 2006;24(4):835-43.
[6] Levenberg S, Golub JS, Amit M, Itskovitz-Eldor J, Langer R. Endothelial cells derived from human embryonic stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99(7):4391-6.
[7] Kim JH, Auerbach JM, Rodríguez-Gómez JA, Velasco I, Gavin D, Lumelsky N, Lee SH, Nguyen J, Sánchez-Pernaute R, Bankiewicz K, McKay R. Dopamine neurons derived from embryonic stem cells function in an animal model of Parkinson’s disease. Nature. 2002;418(6893):50–6.
[8] Schuldiner M, Yanuka O, Itskovitz-Eldor J, Melton DA, Benvenisty N. Effects of eight growth factors on the differentiation of cells derived from human embryonic stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000;97(21):11307-12.
[9] Hamazaki T, Oka M, Yamanaka S, Terada N. Aggregation of embryonic stem cells induces Nanog repression and primitive endoderm differentiation. J Cell Sci. 2004;117(Pt 23):5681-6.
[10] Bilko NM, Bilko DI, Barash OO. Embryonic stem cells, their potential for proliferation and differentiation in cell culture in vitro. Zhurnal Natsional’noyi akademiyi medychnykh nauk Ukrayiny. 2010; 16:24–5.
[11] Pompe S, Bader M, Tannert C. Stem-cell research: the state of the art. Future regulations of embryonic-stem-cell research will be influenced more by economic interests and cultural history than by ethical concerns. EMBO Rep. 2005;6(4):297-300.
[12] Dang SM, Kyba M, Perlingeiro R, Daley GQ, Zandstra PW. Efficiency of embryoid body formation and hematopoietic development from embryonic stem cells in different culture systems. Biotechnol Bioeng. 2002;78(4):442-53.
[13] Yoshida Y, Yamanaka S. Recent stem cell advances: induced pluripotent stem cells for disease modeling and stem cell-based regeneration. Circulation. 2010;122(1):80-7.
[14] Egashira T, Yuasa S, Fukuda K. Induced pluripotent stem cells in cardiovascular medicine. Stem Cells Int. 2011;2011:348960.
[15] Meissner A, Wernig M, Jaenisch R. Direct reprogramming of genetically unmodified fibroblasts into pluripotent stem cells. Nat Biotechnol. 2007;25(10):1177-81.
[16] Kolossov E, Bostani T, Roell W, Breitbach M, Pillekamp F, Nygren JM, Sasse P, Rubenchik O, Fries JW, Wenzel D, Geisen C, Xia Y, Lu Z, Duan Y, Kettenhofen R, Jovinge S, Bloch W, Bohlen H, Welz A, Hescheler J, Jacobsen SE, Fleischmann BK. Engraftment of engineered ES cell-derived cardiomyocytes but not BM cells restores contractile function to the infarcted myocardium. J Exp Med. 2006;203(10):2315–27.
[17] Budash G, Saric T, Heschler J, Malysheva S, Bilko D, Bilko N. Comparison of methods for cardiomyocyte differentiation of embryonic stem and pluripotent cells. Naukovi zapysky NaUKMA (Biologia, Ekologia) 2011; 119:26–9.
[18] Mohr JC, Zhang J, Azarin SM, Soerens AG, de Pablo JJ, Thomson JA, Lyons GE, Palecek SP, Kamp TJ. The microwell control of embryoid body size in order to regulate cardiac differentiation of human embryonic stem cells. Biomaterials. 2010;31(7):1885-93.