Более точная настройка «судьбы» стволовых клеток с помощью субстратов разной жёсткости
Исследователи из Столичного университета Токио изучили, как разные партии мезенхимальных стволовых клеток (МСК) реагируют на механическую жёсткость своего окружения. Они сосредоточились на «локализации» определённых белков в ядрах клеток и обнаружили ключевые закономерности в её изменении в зависимости от жёсткости. Эти результаты объясняют противоречия между предыдущими работами и могут помочь контролировать состояние стволовых клеток для исследований и медицинских применений.
МСК — это важные клетки-предшественники, способные превращаться в мышечные, хрящевые, костные или жировые клетки. С 2006 года известно, что их дифференцировку можно контролировать, помещая на поверхности с разной механической жёсткостью (модулем упругости). Однако клетки чувствительны к точным условиям среды и даже к партии происхождения.
Команда под руководством доцента Хироми Миёси исследовала реакцию разных партий МСК. Они изучили распределение двух белков внутри клеток:
- YAP — помогает клеткам реагировать на механическую среду.
- RUNX2 — ключевой игрок в превращении МСК в остеобласты (клетки-предшественники кости).
В качестве «жёсткой» среды использовался специально разработанный желатиновый субстрат, показавший лучшую воспроизводимость, чем популярные коллагеновые аналоги.
Ключевые результаты:
- Разные партии МСК действительно вели себя по-разному в базовых тестах на дифференцировку (образовывали разное количество кальция и жировых отложений).
- Их механочувствительное поведение оказалось более предсказуемым:
- Доля YAP, локализованная в ядрах клеток, изменялась между партиями согласованно, достигая плато при одинаковой жёсткости.
- Локализация RUNX2 также достигала плато при определённом значении жёсткости (отличном от YAP), демонстрируя линейный тренд до этого порога.
Эти данные позволяют, создав гель конкретной жёсткости, активно контролировать уровень YAP/RUNX2 в ядре МСК и, следовательно, настраивать время и способ их дифференцировки. Такой уровень контроля над «судьбой» клеток может ускорить исследования МСК и привести к новым терапевтическим применениям.