Исследователи из
Детского Госпиталя в Бостоне (Children’s Hospital Boston) обнаружили
новый тип стволовых клеток, которые могут давать начало кардиомиоцитам
– клеткам сердечной мускулатуры. Эта субпопуляция стволовых
клеток располагается в эпикарде и, как считают ученые, может быть
использована для восстановления миокарда при повреждении.
Результаты этой работы были опубликованы в журнале Nature,
и продолжают серию работ, выполненных этой же научной группой на
стволовых клетках сердца. Исследователи показали, что стволовые клетки,
которые характеризуются экспрессией генов Nkx2-5 либо Isl1, дают начало
клеткам сердечной мышцы, гладкомышечным клеткам сосудов, а также
эндотелиальным клеткам сосудов.
Теперь обнаружено, что
существует третий тип стволовых клеток в эпикарде, характеризующийся
экспрессией гена Wt1. Ранее было показано, что эти клетки могут давать
начало гладкомышечным и эндотелиальным клеткам коронарных сосудов,
однако не было известно, что они способны дифференцироваться в
кардиомиоциты.
Эти результаты были подтверждены независимой
лабораторией в Университете Калифорнии в Сан-Диего (University of
California, San Diego). Используя другой генетический маркер, Tbx18,
исследователи выяснили, что из клеток эпикарда могут быть получены
кардиомиоциты. Их результаты также будут опубликованы в Nature.
В
последние годы в научной литературе появилось много сообщений об
обнаруженных предшественниках кардиомиоцитов, однако использованные
исследователями маркеры не были специфичными для стволовых клеток
сердечной ткани. Например, маркеры Sca-1 и c-Kit экспрессируются всеми
стволовыми клетками организма и не специфичны для сердечной мышцы. И,
естественно, они не могут показать истинное число субпопуляций
стволовых клеток.
Чтобы проследить судьбу стволовых клеток
эпикарда в живом организме, исследователи внесли в ДНК клеток метку
– ген красного флуоресцентного белка (RFP, от Red Fluorescent
Protein). При активации гена Wt1 также начинал экспрессироваться ген
белка RFP. Потомки клеток наследовали этот маркер.
В настоящее
время исследователи пытаются определить, каким образом три субпопуляции
стволовых клеток миокарда соотносятся друг с другом. Они считают, что
вначале общий предшественник экспрессирует белки Nkx2-5 и Isl1, но
постепенно экспрессия этих маркеров снижается и уступает место
экспрессии Wt1. Таким образом создается иерархия стволовых клеток,
обладающих несколько различными потенциями к дифференцировке.
Эксперименты
проводились на мышах, однако исследователи считают, что их результаты
могут справедливы и для человека. Удалось показать, что клетки,
экспрессирующие Wt1, также могут давать начало фибробластам. Это
говорит о том, что они принимают участие в формировании рубца после
повреждения сердечной мышцы. Поэтому актуальным становится поиск метода
блокирования их дифференцировки в фибробласты и активации
дифференцировки в кардиомиоцитарном направлении.
Кардиомиоциты, дифференцировавшиеся из Wt1-экспрессирующих клеток эпикарда. Видна продукция красного флуоресцирующего белка.
Оригинальная статья Zhou et al. Epicardial progenitors contribute to the cardiomyocyte lineage in the developing heart.
По материалам:
Children’s Hospital Boston