Приверженность мезенхимальных стромальных клеток человека скелетным линиям не зависит от их морфогенетической способности

Мезенхимальные стромальные клетки (МСК) — мультипотентные клеточные популяции, полученные из фетальных и взрослых тканей. Они разделяют некоторые характеристики с мезодермальными клетками зачатка конечности, такие как потенциал дифференцировки в остеогенные, хондрогенные и теногенные линии, а также эмбриональное мезодермальное происхождение.

Хотя МСК дифференцируются в скелетные линии in vitro, они не демонстрируют способности к самоорганизации в сложные скелетные структуры или соединительные ткани, как в конечности. В новом исследовании ученые показали, что экспрессии молекулярных маркеров, определяющих приверженность МСК к скелетным линиям, недостаточно для генерации скелетных элементов in vivo.

Исследование опубликовано в World Journal of Stem Cells.

Команда оценивала потенциал МСК к дифференцировке в скелетные линии и генерации сложных скелетных структур с использованием системы рекомбинантной конечности (РК).

Была использована экспериментальная система РК из диссоциированных и реагрегированных МСК плаценты человека (ПЛ) и пуповинной крови (ПК). После сбора и реагрегации в пеллет культивированные клетки помещали в эктодермальный чехол, полученный из раннего зачатка конечности цыпленка. Затем этот заполненный эктодермой чехол трансплантировали на спину эмбриону-реципиенту.

В этих условиях клетки получали и реагировали на эмбриональные сигналы эктодермы пространственно-временным образом, чтобы дифференцироваться и формировать скелетные элементы. Их ответ на дифференцировочные и морфогенетические сигналы оценивали с помощью количественной полимеразной цепной реакции, гистологии, иммунофлуоресценции, сканирующей электронной микроскопии и гибридизации in situ.

Исследователи обнаружили, что человеческие ПЛ-МСК и ПК-МСК, составляющие РК, экспрессировали хондрогенные, остеогенные и теногенные молекулярные маркеры, одновременно дифференцированно приверженные к линиям конечности, но не могли генерировать сложные структуры in vivo. РК из ПЛ-МСК или ПК-МСК были рано привержены к хондрогенной линии. Тем не менее, остеогенная приверженность ПК-РК была выше, хотя предпочтительно к теногенной клеточной судьбе.

Эти результаты показывают, что приверженность МСК к дифференцировке в скелетные линии различается в зависимости от источника и не зависит от их способности генерировать скелетные элементы или соединительную ткань in vivo. Неспособность формировать скелетные структуры может быть обусловлена внутренними характеристиками МСК. Таким образом, необходимо тщательно оценивать биологические аспекты МСК и их реакцию на морфогенетические сигналы в контексте in vivo.

В итоге, ПЛ-МСК и ПК-МСК экспрессируют молекулярные маркеры дифференцировки в скелетные линии, но этого недостаточно для генерации сложных скелетных структур in vivo.