Получены стволовые клетки примитивной энтодермы мыши

Исследователи из RIKEN впервые выделили и культивировали в лаборатории стволовые клетки, дающие начало желточному мешку мыши. Это открывает возможность искусственного создания эмбрионов мыши из стволовых клеток в будущем.

После слияния со сперматозоидом яйцеклетка развивается в ранний эмбрион — бластоцисту. Она состоит из десятков клеток всего трёх типов: клеток эпибласта (формируют эмбрион), трофобласта (формируют плаценту) и примитивной энтодермы (образуют основные части желточного мешка).

Стволовые клетки для эпибласта и трофобласта уже были выделены, но до сих пор никому не удавалось получить стволовые клетки для примитивной энтодермы.

Ясухидэ Охината из Центра интегративных медицинских наук RIKEN и его коллеги впервые установили линию стволовых клеток примитивной энтодермы у мышей. Эти клетки формируют желточный мешок, который поддерживает развивающуюся бластоцисту до тех пор, пока эту роль не берёт на себя плацента.

Учёные достигли этого, поместив мышиные бластоцисты в различные культуральные среды и определив условия, при которых стволовые клетки примитивной энтодермы процветают. В частности, они нарушали ключевые функциональные сигнальные пути в бластоцистах с помощью рекомбинантных белков и малых молекул, а затем наблюдали за получившимися клетками.

Исследователи подтвердили, что эти клетки полностью компенсируют фетальное развитие бластоцист, лишённых клеток примитивной энтодермы, в химерах. После переноса в матку такие бластоцисты развивались в нормальное потомство.

Эта демонстрация на живых мышах была нетривиальным шагом. «Существует большой разрыв между культурой in vitro и функцией in vivo, поскольку невозможно узнать, будут ли установленные стволовые клетки функционировать in vivo, не трансплантировав их», — говорит Охината. «Нам повезло, что мы смогли достичь ожидаемых результатов in vivo».

В конечном итоге команда надеется искусственно создавать эмбрионы. «Наша конечная цель — реконструировать эмбрионы, которые могут развиваться только из стволовых клеток», — говорит Охината. «Стволовые клетки примитивной энтодермы необходимы для этого, поэтому мы приложили столько усилий для установления, как правило, упускаемого из виду типа стволовых клеток».

Исследователи объединили три типа стволовых клеток, чтобы создать in vitro структуры, подобные эмбриону. После имплантации в матку они формировали производные с желточными мешкоподобными структурами, но не развивались в нормальные эмбрионы. «Хотя эти результаты представляют собой большой шаг вперед в искусственной реконструкции эмбриона, мы продолжим исследования, чтобы более точно имитировать эмбрионы с помощью стволовых клеток», — говорит Охината.

Охината отмечает, что это достижение может быть неприменимо напрямую к людям из-за различий в эмбриональном развитии мышей и человека, но добавляет: «Чтобы понять развитие человека и мыши комплексно, мы проводим исследования на свиньях, которые, как считается, сохраняют механизмы развития человеческого типа».

Исследование опубликовано в журнале Science.