Сравнение эффективности методов получения функционально активных кардиомиоцитов человека

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Задача получения кардиомиоцитов человека in vitro важна как с точки зрения фундаментальной науки, так и для «регенеративной медицины». Опубликовано множество протоколов получения культуры кардиомиоцитов той или иной степени эффективности, однако на практике каждый исследователь сталкивается с тем, что опубликованные методики приходится адаптировать в конкретной лаборатории для конкретных задач. Целью настоящей работы было сравнить три метода получения кардиомиоцитов в культуре: 1) из образца миокарда путём получения клеток-предшественниц и их последующей дифференцировки в кардиомиоцитарном направлении; 2) из мультипотентных мезенхимных стромальных клеток жировой ткани; 3) из фибробластов кожи человека путём их репрограммирования и последующей дифференци-ровки в кардиомиоциты c использованием опубликованного ранее протокола [18] c авторскими модификациями. Показана невысокая эффективность получения кар-диомиоцитов в культуре из клеток-предшественниц миокарда взрослого человека и из мультипотентных мезенхимных стромальных клеток; эффективность получения кардиомиоцитов с применением репрограммированных клеток оказалась значительно выше. Обсуждены преимущества и недостатки каждого метода и перспективы их использования.

Полный текст

Сравнение эффективности методов получения функционально активных кардиомиоцитов человека
×

Об авторах

А. А. Худяков

Федеральный Центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова МЗ РФ, Санкт-Петербург

Д. I И Курапеев

Федеральный Центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова МЗ РФ, Санкт-Петербург

А. A А Костарева

Федеральный Центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова МЗ РФ, Санкт-Петербург

А. B Б Малашичева

Федеральный Центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова МЗ РФ, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Jacobson S.L. Culture of spontaneously contracting myocardial cells from adult rats. Cell Structure and Function 1977; 2: 1—9.
  2. Mitcheson, J.S., Hancox, J.C., Levi, A.J. Cultured adult cardiac myocytes: future applications, culture methods, morphological and electrophysiological properties. Cardiovascular Research 1998; 39(2): 280-300.
  3. Makino S., Fukuda K., Miyoshi S. et al. Cardiomyocytes can be generated from marrow stromal cells in vitro. J. Olinic. Investig. 1999; 103(5): 697-705.
  4. Badorff C., Brandes R.P., Popp R. et al. Transdifferentiation of blood-derived human adult endothelial progenitor cells into functionally active cardiomyocytes. Circulation 2003; 107(7): 1024-32.
  5. Bearzi C., Rota M., Hosoda T. et al. Human cardiac stem cells. PNAS USA 2007; 104(35): 14068-73.
  6. Smits A.M., van Vliet P., Metz C.H. et al. Human cardiomyocyte progenitor cells differentiate into functional mature cardiomyocytes: an in vitro model for studying human cardiac physiology and pathophysiology. Nature Protocols 2009; 4(2): 232-43.
  7. Takamiya M., Haider K.H., Ashraf M. Identification and characterization of a novel multipotent sub-population of Sca-1 cardiac progenitor cells for myocardial regeneration. PLoS One 2011; 6(9): 1-11.
  8. Planat-Benard V., Menard C., Andre M. et al. Spontaneous cardiomyocyte differentiation from adipose tissue stroma cells. Circulation Research 2004; 94(2): 223-9.
  9. Antonitsis P., Ioannidou-Papagiannaki E., Kaidoglou A. et al. Cardiomyogenic potential of human adult bone marrow mesenchymal stem cells in vitro. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2008; 56(2): 77-82.
  10. van Dijk A., Niessen H.W., Zandieh Doulabi B. et al. Differentiation of human adipose-derived stem cells towards cardiomyocytes is facilitated by laminin. Cell Tissue Research 2008; 334(3): 457-67.
  11. Kehat I., Kenyagin-Karsenti D., Snir M. et al. Human embryonic stem cells can differentiate into myocytes with structural and functional properties of cardiomyocytes. J. Clinic. Investig. 2001; 108(3): 407-14.
  12. Xu C., Police S., Rao N. et al. Characterization and enrichment of cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells. Circulation Research 2002; 91(6): 501-8.
  13. Thomson J.A., Itskovitz-Eldor J., Shapiro S.S. et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science 1998; 282(5391): 1145-7.
  14. Takahashi K., Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 2006; 126(4): 663-76.
  15. Yu J., Vodyanik M.A., Smuga-Otto K. Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 2007; 318(5858): 1917-20.
  16. Haase A., Olmer R., Schwanke K. et al. Generation of induced pluripotent stem cells from human cord blood. Cell Stem Cell 2009; 5(4): 434-41.
  17. Zuk P.A., Zhu M., Mizuno H. et al. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue Engineering 2001; 7(2): 211-26.
  18. Streckfuss-Bomeke K., Wolf F., Azizian A. Comparative study of human-induced pluripotent stem cells derived from bone marrow cells, hair keratinocytes, and skin fibroblasts. European heart journal 2012; Epub. ahead of print.
  19. Юдинцева Н.М., Блинова М.И., Пинаев Г.П. Особенности организации цитоскелета у фибробластов нормальной, рубцовой и эмбриональной кожи человека, распластанных на белках внеклеточного матрикса. Цитология 2008; 50(10): 861-7.
  20. Graichen R., Xu X., Braam S.R. et al. Enhanced cardiomyogenesis of human embryonic stem cells by a small molecular inhibitor of p38 MAPK. Differentiation 2008; 76(4): 357-70.
  21. Martin-Rendon E., Sweeney D., Lu F. et al. 5-Azacytidine-treated human mesenchymal stem/progenitor cells derived from umbilical cord, cord blood and bone marrow do not generate cardiomyocytes in vitro at high frequencies. Vox sanguinis 2008; 95(2): 137-48.
  22. Oh H., Bradfute S.B., Gallardo T.D. et al. Cardiac progenitor cells from adult myocardium: homing, differentiation, and fusion after infarction. PNAS USA 2003; 100(21): 12313-8.
  23. He X.Q., Chen M.S., Li S.H. et al. Co-culture with cardiomyocytes enhanced the myogenic conversion of mesenchymal stromal cells in a dose-dependent manner. Mol. Cell Biochem. 2010; 339(1-2): 89-98.
  24. Wei F., Wang T., Liu J. et al. The subpopulation of mesenchymal stem cells that differentiate toward cardiomyocytes is cardiac progenitor cells. Exper. Cell Res. 2011; 317(18): 2661-70.
  25. Beier J.P., Bitto F.F., Lange C et al. Myogenic differentiation of mesenchymal stem cells co-cultured with primary myoblasts. Cell Biol. Internat. 2011; 35(4): 397-406.
  26. Bollini S., Smart N., Riley P.R. Resident cardiac progenitor cells: at the heart of regeneration. J. Mol. Cell Cardiol. 2011; 50(2): 296-303.
  27. Zhang J., Wilson G.F., Soerens A.G. et al. Functional cardiomyocytes derived from human induced pluripotent stem cells. Circulation Research 2009; 104(4): 30-41.
  28. Mummery C.L., Zhang J., Ng E.S. et al. Differentiation of human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells to cardiomyocytes: a methods overview. Circulation Research 2012; 111(3): 344-58.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2013



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: