Genes & Cells

Гены и Клетки

Genes and Cells

2313-18292500-2562

Human Stem Cells Institute

121608

10.23868/gc121608

Articles

Статьи

Research Article

The study of migration of the multipotent mesenchymal stromal cells in the body of animal with a tumor

Исследование миграции трансплантированных мультипотентных мезенхимных стромальных клеток в организме опухоленосителя

Meleshina

A. V

Мелешина

А. В

Cherkasov

E. I

Черкасова

Е. И

Sergeeva

E. A

Сергеева

Е. А

Shirmanova

M. V

Ширманова

М. В

Balalaeva

I. V

Балалаева

И. В

Kiseleva

E. V

Киселева

Е. В

Zayganova

E. V

Загайнова

Е. В

Nizhny Novgorod State University, Nizhny NovgorodНижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород

Institute of Applied Physics of Russian Academy of Science, Nizhny NovgorodИнститут прикладной физики РАН, Нижний Новгород

Nizhny Novgorod State Medical Academy, Nizhny NovgorodНижегородская государственная медицинская академия, Нижний Новгород

N.K. Koltzov Institute of Developmental Biology of RAS, MoscowИнститут биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва

15082013

VOL 8, NO2 (2013)

ТОМ 8, №2 (2013)

566311012023

2013

Eco-Vector

Эко-Вектор

https://genescells.ru/2313-1829/article/view/121608

The study of stem and progenitor cells role in carcinogenesis is the subject of intense investigation. At the same time fluorescent methods become more common for the studying of the stem cells migration into recipient organism and their involvement in tumor pathogenesis. In this study the interaction between bone marrow multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC) and allogenic tumor (Lewis lung carcinoma) was investigated using the methods of the flow cytometry and a confocal laser scanning microscopy. MMSC were isolated from bone marrow of the males GFP+-transgenic mice C57/Bl6. The tumors were implanted in mice C57/Bl6 by subcutaneous injection of Lewis lung carcinoma tumor cells. The day before that myeloablation was performed by irradiation. GFP+-MMSC and bone marrow cells from the males C57/Bl6 were administrated into mice C57/Bl6 systemically on the following day after irradiation. The animals were divided into two groups: 1 — irradiated mice with tumor inoculation and injection of bone marrow cells including GFP+-MMSC; 2 (control) — unirradiated mice with tumor inoculation but without cells transplantation. The fluorescence level of freshly isolated bone marrow cells from animals of the first and control groups was evaluated by flow cytometry on the 7, 12 and 15 days after GFP+-MMSC transplantation. In these groups of animals we analyzed the distribution of the labeled GFP+-MMSC and their descendants in the organs and tumor tissues by laser scanning microscopy also on the 7, 12 and 15 days after transplantation. It was established that in systemic administration donor GFP+-MMSC were absent in the bone marrow and tissues of induced tumors, but at the same time they were able to migrate into recipients accumulating in the potential niches (spleen, liver) and proliferate actively.

Зучение роли различных видов стволовых и про-гениторных клеток в канцерогенезе является объектом интенсивных исследований. При этом все большее распространение получают флюоресцентные методы для исследования миграции клеток в организме реципиента и участия их в опухолевом патогенезе. В данной работе с применением методов проточной цитометрии и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии исследовано взаимодействие мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (ММСК) костного мозга с аллогенной опухолью. ММСК выделяли из костного мозга самцов GFP+-трансгенных мышей линии С57/В6. Опухоли были привиты самцам линии С57/Bl6 подкожной инъекцией опухолевых клеток карциномы легкого Льюис. За день до этого выполняли миелоабляцию облучением. GFP +-ММСК и клетки костного мозга мышей С57/В6 системно вводили животным той же линии на следующие сутки после облучения. Животные были разделены на две группы: 1 — облученные животные с прививанием опухоли и введением аллогенных костномозговых клеток, в том числе GFP+ММСК; 2 (контрольная) — необлученные животные с прививанием опухоли, без введения клеток. Методом проточной цитометрии оценивали уровень флюоресценции свежевыделенных клеток костного мозга у животных 1 и контрольной групп на 7-е, 12-е и 15-е сут. после трансплантации GFP +-ММСК. В этих же группах животных методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии анализировали распределение меченых GFP +-клеток и их дериватов в органах и тканях опухоли также на 7-е, 12-е и 15-е сут. после трансплантации.

bone marrow multipotent mesenchymal stromal cellsLewis lung carcinomaflow cytometryconfocal laser scanning microscopymigrationcarcinogenesis

мультипотентные мезенхимные стромальные клетки костного мозгакарцинома легкого Льюиспроточная цитометрияконфокальная лазерная сканирующая микроскопиямиграцияканцерогене

Nolan D.J., Ciarrocchi A., Mellick A. S. Bone marrow-derived endothelial progenitor cells are a major determinant of nascent tumor neovascularization. Gen. Dev. 2007; 21:1546-58.

Shen J., Tsai Y.-T., DiMarco N.M. Transplantation of mesenchymal stem cells from young donors delays aging in mice. Scientific reports 2011; 67 (1):1 —7.

Генин А.М., Капланский А.С. Биоэтические правила проведения исследований на человеке и животных в авиационной, космической и морской медицине. Авиационная и экологическая медицина 2001; 4:14-20.

Evrogen Joint Stock Company. Basic fluorescent proteins, http://www.evrogen.ru/products/TagGFP2/TagGFP2.shtml.

Мелешина А.В., Черкасова Е.И., Сергеева Е.А. Исследование взаимодействия мезенхимных стволовых клеток и опухоли методами флюоресцентного биоимиджинга. Современные технологии в медицине 2012; 4:7-16.

Wolf D., Rumpold H., Koeck R. Mesenchymal stem cells: potential precursors for tumor stroma and targeted delivery vehicles for anticancer agents. J. Nation. Cancer Inst. 2005; 97t7):540-2.

Bell E.L., Klimova T.A., Eisenbart J. Mitochondrial reactive oxygen species trigger hypoxia inducible factor dependent extension of the replicative life span during hypoxia. Mol. Cell Biol. 2007; 27:5737-45.

Wang H., Cao F., De A. Trafficking mesenchymal stem cell engraftment and differentiation in tumor-bearing mice by bioluminescence imaging. Stem cells 2009; 27:1548-58.

Spaeth E. L., Dembinski L., Sasser A.K. Mesenchymal stem cell transition to tumor-associated fibroblasts contributes to fibrovascular network expansion and tumor progression. Plos One 2009; 4:1-11.

10.

Kidd S., Spaeth E., Dembinski J. L. Direct evidence of mesenchymal stem cell tropism for tumor and wounding microenvironments using in vivo bioluminescent imaging. Stem Cells 2009; 27:2614-23

11.

Cheng L., Hammond H., Ye Z. Human adult marrow cells support prolonged expansion of human embryonic stem cells in culture. Stem Cells 2003; 21(2):131-42.

12.

Пыко И.В., Корень С.В., Квачева З.Б. Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга: свойства, функции, возможность использования в регенеративной и восстановительной терапии. Мед. Журн. 2007; 4:18-22.

13.

Ren C., Kumar S., Chanda D. Therapeutic potential of mesenchymal stem cells producing interferon-alpha in a mouse melanoma lung metastasis model. Stem Cells 2008; 26:2332-8.

14.

Komarova S., Kawakami Y., Stoff-Khalili M.A. Mesenchymal progenitor cells as cellular vehicles for delivery of oncolytic adenoviruses. Mol. Cancer Ther. 2006; 5:755-66.

15.

Karnoub A.E., Dash A.B., Vo A.P. Mesenchymal stem cells within tumor stroma promote breast cancer metastasis. Nature 2007; 449:557-63.

16.

Niess H., Bao Q., Conrad C. Selective targeting of genetically engineered mesenchymal stem cells to tumor stroma microenvironments using tissuespecific suicide gene expression suppresses growth of hepatocellular carcinoma. Ann. Surg. 2011; 254:767-74.

17.

Cuiffo B.G., Karnoub A.E. Mesenchymal stem cells in tumor development. Emerging roles and concepts. Cell Adhes. Migrat. 2012; 6(3):220-30.

18.

Furia L., Cicalese A., Rancati I. et al. Stem Cell Biology in Cancer Research. A New Challenge for Fluorescence Microscopy, http://www. leica-microsystems.com/science-lab/stem-cell-biology-in-cancer-research/.

19.

Hogan C., Dupre-Crochet S., Norman M. Characterization of the interface between normal and transformed epithelial cells. Nat. Cell Biol. 2009; 11(4):460-7.

20.

Saton A., Saito T., Sato Y. et al. Traffic of infused bone marrow cells after genetically labeled syngeneic bone marrow transplantation following lethal irradiation in mice. Fukushima J. Med. Sci. 2008; 54(1):11-24.