Создание бластоцистоподобных структур из сплайсосом подавляет тотипотентные бластомероподобные клетки мыши

Исследование под руководством доктора Мань Чжана (Гуанчжоуская лаборатория, Гуанчжоуский медицинский университет) опубликовано в журнале Science China Life Sciences.

Предыдущие работы показали, что эффективность формирования бластоцистоподобных структур (бластоидов) из расширенных плюрипотентных клеток (EPS) была довольно низкой (15%). Кроме того, EPS-бластоиды содержали мало клеток трофэктодермы (TE) и значительное количество мезодермоподобных клеток. Чтобы повысить эффективность генерации бластоидов, для их создания использовали тотипотентные бластомероподобные клетки (TBLCs), индуцированные подавлением сплайсосом.

Было показано, что TBLCs имеют транскриптомы, сходные с эмбрионами на стадии 2–4 клеток (2C-4C). Команда обнаружила, что при агрегации в среде iBlastoid бластоиды наблюдались почти в 80% микролунок, что значительно выше эффективности формирования EPS-бластоидов. «Это неожиданный прогресс», — сказал Мань Чжан. Иммунофлуоресцентное окрашивание показало, что около 71% TBLC-бластоидов экспрессировали маркеры ранних клеточных линий со сходной с натуральными эмбрионами локализацией.

Параллельно доктор Пэнфэй Чжан вместе с руководителем лаборатории Мань Чжаном стремились определить, может ли одиночная TBLC давать начало бластоцистоподобным структурам. Это критически важно для высокопроизводительного скрининга эффектов генетических манипуляций в раннем эмбриогенезе. Соответственно, 9,3% микролунок (18,6% × 50%) с одной TBLC могут формировать бластоцистоподобные структуры, экспрессирующие все 3 маркера линий в паттерне, сходном с таковым у натуральных бластоцист.

Кроме того, scRNA-seq показал, что TBLC-бластоиды имеют сходный с бластоцистами состав линий и клеточный транскриптом. По сравнению с бластоидами, полученными из других описанных типов клеток (EPS, ETS и TPS), TBLC-бластоиды содержали больше клеток линии TE, но меньше PrE-подобных клеток. Дополнительно из TBLC-бластоидов были установлены TSC-подобные и PrESC-подобные клеточные линии.

Исследователи также оценили, могут ли TBLC-бластоиды развиваться за пределы имплантации и воспроизводить некоторые аспекты постимплантационного развития как in vitro, так и in vivo. TBLC-бластоиды, культивируемые in vitro в среде IVC, могут переходить на стадию яйцевидного цилиндра. При трансплантации в матку псевдобеременных мышей TBLC-бластоиды могут индуцировать образование децидуальной оболочки in vivo. Из децидуальной оболочки они получили E7.5 эмбрионоподобную структуру.

Однако нормального развития in vivo достичь не удалось. Авторы указывают, что аномальный профиль экспрессии генов внезародышевых линий (TE и PrE) бластоидов может быть основной причиной их аномального развития in vivo. Для создания полностью функциональных синтетических эмбрионов необходимы дальнейшие исследования по оптимизации среды для получения адекватной пропорции и достоверных клеток PrE и TE в TBLC-бластоидах.