Способность миокарда крыс к самообновлениюв экспериментах in vitro: колонии сокращающихсянеонатальных кардиомиоцитов
- Авторы: Голованова ТА1, Белостоцкая ГБ1
-
Учреждения:
- Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-ПетербургФедеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова Минздравсоцразвития РФ,Санкт-Петербург
- Выпуск: Том 7, № 1 (2012)
- Страницы: 67-72
- Раздел: Статьи
- Статья получена: 11.01.2023
- Статья опубликована: 15.03.2012
- URL: https://genescells.ru/2313-1829/article/view/121686
- DOI: https://doi.org/10.23868/gc121686
- ID: 121686
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
В первичной культуре клеток миокарда новорожденной
крысы на фоне гипертрофии основной популяции зрелых
кардиомиоцитов иммуноцитохимически выявлено форми-
рование колоний из мелких (dср = 6,20,5 мкм) рези-
дентных c-kit+ и Sca+ стволовых клеток (СК) и предше-
ственников кардиомиоцитов (ПК) Isl1+-типа. С 8-го дня
культивирования были выявлены первые сокращающиеся
колонии (~1-2 клона на 100 тыс. клеток). Клетки коло-
ний были способны к спонтанной дифференцировке, де-
монстрируя созревание сократительного аппарата и Ca2+
ответы на кофеин (5 мМ) и K+ (120 мМ). Формирование
электромеханического сопряжения с типичным для сердеч-
ной мышцы Ca2+-зависимым высвобождением Ca2+ про-
исходило на протяжении 3-х недель. Вначале в колониях
регистрировались локальные, слабые, спонтанные, асин-
хронные и аритмичные сокращения с частотой 2-3 уд/мин,
но со временем сокращения становились синхронными и
охватывали все клетки колоний, а частота доходила к концу
месяца до 58-60 уд/мин. Первые сокращающиеся клоны
были образованы Isl1+ ПК, а c-kit+-колонии из-за, воз-
можно, более продолжительного периода пролиферации
начинали сокращаться на 9-10 дней позже.
Таким образом, впервые выявлены и изучены сокра-
щающиеся колонии, образованные из СК и ПК при ко-
культивировании со зрелыми клетками миокарда. Описан-
ный процесс имитирует регенерационный кардиомиогенез
от резидентной клетки-предшественницы до колоний зре-
лых сокращающихся кардиомиоцитов и представляет собой
полноценную модель для фундаментальных исследований,
тестирования лекарственных препаратов и выявления ре-
генерационного потенциала СК и ПК с целью возможного
применения резидентных самообновляющихся клеток в те-
рапии поврежденного миокарда.
крысы на фоне гипертрофии основной популяции зрелых
кардиомиоцитов иммуноцитохимически выявлено форми-
рование колоний из мелких (dср = 6,20,5 мкм) рези-
дентных c-kit+ и Sca+ стволовых клеток (СК) и предше-
ственников кардиомиоцитов (ПК) Isl1+-типа. С 8-го дня
культивирования были выявлены первые сокращающиеся
колонии (~1-2 клона на 100 тыс. клеток). Клетки коло-
ний были способны к спонтанной дифференцировке, де-
монстрируя созревание сократительного аппарата и Ca2+
ответы на кофеин (5 мМ) и K+ (120 мМ). Формирование
электромеханического сопряжения с типичным для сердеч-
ной мышцы Ca2+-зависимым высвобождением Ca2+ про-
исходило на протяжении 3-х недель. Вначале в колониях
регистрировались локальные, слабые, спонтанные, асин-
хронные и аритмичные сокращения с частотой 2-3 уд/мин,
но со временем сокращения становились синхронными и
охватывали все клетки колоний, а частота доходила к концу
месяца до 58-60 уд/мин. Первые сокращающиеся клоны
были образованы Isl1+ ПК, а c-kit+-колонии из-за, воз-
можно, более продолжительного периода пролиферации
начинали сокращаться на 9-10 дней позже.
Таким образом, впервые выявлены и изучены сокра-
щающиеся колонии, образованные из СК и ПК при ко-
культивировании со зрелыми клетками миокарда. Описан-
ный процесс имитирует регенерационный кардиомиогенез
от резидентной клетки-предшественницы до колоний зре-
лых сокращающихся кардиомиоцитов и представляет собой
полноценную модель для фундаментальных исследований,
тестирования лекарственных препаратов и выявления ре-
генерационного потенциала СК и ПК с целью возможного
применения резидентных самообновляющихся клеток в те-
рапии поврежденного миокарда.
Об авторах
Т А Голованова
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-ПетербургФедеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова Минздравсоцразвития РФ,Санкт-ПетербургИнститут эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-ПетербургФедеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова Минздравсоцразвития РФ,Санкт-Петербург
Г Б Белостоцкая
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-ПетербургФедеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова Минздравсоцразвития РФ,Санкт-ПетербургИнститут эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-ПетербургФедеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова Минздравсоцразвития РФ,Санкт-Петербург
Список литературы
- Satin J., Itzhaki I., Rapoport S. et al. Calcium handling in human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes. Stem Cells 2008; 26(8): 1961-72.
- Liu J., Lieu D.K., Siu C.W. et al. Facilitated maturation of Ca2+ handling properties of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes by calsequestrin expression. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2009; 297(1): 152-9.
- Asai Y., Tada M., Otsuji T.G. et al. Combination of functional cardiomyocytes derived from human stem cells and a highly-efficient microelectrode array system: an ideal hybrid model assay for drug development. Curr. Stem Cell Res. Ther. 2010; 5(3): 227-32.
- Kuzmenkin A., Liang H., Xu G. et al. Functional characterization of cardiomyocytes derived from murine induced pluripotent stem cells in vitro. FASEB 2009; 23(12): 4168-80.
- Beltrami A.P., Barlucchi L., Torella D. et al. Adult cardiac stem cells are multipotent and support myocardial regeneration. Cell 2003; 114: 763-76.
- Oh H., Bradfute S.B., Gallardo T.D. et al. Cardiac progenitor cells from adult myocardium: Homing, differentiation, and fusion after infarction. PNAS 2003; 100(21): 12313-18.
- Laugwitz K-L., Moretti A., Lam J. et al. Postnatal isl1+ cardioblasts enter fully differentiated cardiomyocyte lineages. Nature 2005; 433: 647-53.
- Behfar A., Crespo-Diaz R., Nelson T.J. et al. Stem cells: clinical trials results the end of the beginning or the beginning of the end?Cardiovasc. Hematol. Disord. Drug Targets. 2010; 10(3): 186-201.
- Malliaras K., Marban E. Cardiac cell therapy: where we've been, where we are, and where we should be headed. Br. Med. Bull. 2011; 98(1): 161-85.
- Голованова Т.А., Белостоцкая Г.Б. Способность миокарда крыс к самообновлению в экспериментах in vitro: пролиферативная активность неонатальных кардиомиоцитов. Клеточная транспланто- логия и тканевая инженерия 2011; VI (4): 66-70.
- Grynkiewicz G., Роenie M., Tsien R.Y. A new generation of Ca2+ indicators with greatly improved fluorescence properties. J. Biol. Chem. 1985; 260: 3440-50.
- Bers D.M. Excitation-contraction coupling and cardiac contractile force. 2d. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic; 2001.
- Escobar A.L., Ribeiro-Costa R., Villalba-Galea C. et al. Developmental changes of intracellular Ca2+ transients in beating rat hearts. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2004; 286: 971-8.
- Lieu D.K., Liu J., Siu C.W. et al. Absence of transverse tubules contributes to non-uniform Ca(2+) wavefronts in mouse and human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes. Stem Cells Dev. 2009; 18(10): 1493-500.
- Satin J., Kehat I., Caspi O. et al. Mechanism of spontaneous excitability in human embryonic stem cell derived cardiomyocytes. J. Physiol. 2004; 559(Pt 2): 479-96.
Дополнительные файлы
