Изучение паракринного статуса плюрипотентных стволовых клеток и их производныхНИР

The study of paracrine status of pluripotent stem cells and their derivatives

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 16 июля 2019 г.-26 июня 2020 г. Изучение паракринного статуса плюрипотентных стволовых клеток и их производных
Результаты этапа:
2 9 сентября 2020 г.-9 сентября 2021 г. Изучение паракринного статуса плюрипотентных стволовых клеток и их производных
Результаты этапа: Проведено дальнейшее изучение внеклеточных везикул (ВВ) клеток с индуцированной плюрипотентностью (ИПСК) при изменении функционального статуса клетки в процессе нейральной дифференцировки. Выявлены стабильно экспрессирующиеся гены (GAPDH и ACTb), мРНК которых выявляется как в самих клетках, так и в их ВВ на всех этапах нейральной дифференцировки. Эти гены предложены как референсные при анализе динамики процесса дифференцировки. Показано наличие мРНК характеристических генов-маркеров нейральной дифференцировки (Nestin, Pax6, Map2, TubbIII, S100B) как в самих клетках - нейральных производных (НП-ИПСК), так и в их ВВ. мРНК характеристических генов-маркеров плюрипотентного состояния (Oct4, Sox2, Nanog) сохраняется в популяции гетерогенных клеток, однако, в их ВВ присутствует мРНК только Sox2. Выявлено, что онкогенные микроРНК (микроРНК-486а-5р и микроРНК-151а-5р) присутствуют как в ИПСК человека, так и в их ВВ. То же выявляется в ходе дифференцировки ИПСК (по крайней мере до 35 суток дифференцировки). На предложенной модели для оценки биологического действия ВВ (ИПСК, культивируемые в среде N2B27) выявлена тенденция как везикул ИПСК, так и везикул НП-ИПСК вызывать снижение времени удвоения клеток в популяции. Подобраны концентрации везикул в среде для проявления их биологического эффекта (1х109 и 1х108 част/мл). Методами рамановской микроспектроскопии и ToF-SIMS (time of flight secondary ions mass-specrtroscopy) в ВВ мезенхимных стромальных клеток (МСК) выявлены характеристические пики фосфатидилхолина, холестерина, сфингомиелина и жирных кислот: миристиновой, пальмитоолеиновой, пальмитиновой, линоленовой, стеариновой. В ВВ ИПСК и в ВВ НП-ИПСК предварительно не удалось выявить холестерин и сфингомиелин. Проведение масс-спектрального имиджинга МСК показало топографическое различие ионов фосфатидилхолина, холестерина, в отличие от результатов, полученных для ИПСК и НП-ИПСК. Исследования выполнены согласно плану работ на 2020-2021 год (второй год выполнения проекта) в полном объеме.
3 2 февраля 2022 г.-13 января 2023 г. Изучение паракринного статуса плюрипотентных стволовых клеток и их производных
Результаты этапа: В проекте было проведено исследование везикулярного паракринного компонента клеточной секреции (ВВ) индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) человека в процессе направленной нейральной дифференцировки. Выявлено изменение контента ВВ в соответствии с направлением дифференцировки клеток. Показано наличие мРНК характеристических генов-маркеров нейральной дифференцировки (Nestin, Pax6, Map2, TubbIII, S100B) как в самих клетках - нейральных производных (НП-ИПСК), так и в их ВВ. мРНК характеристических генов-маркеров плюрипотентного состояния (Oct4, Sox2, Nanog) сохраняется в популяции гетерогенных клеток, однако, в их ВВ присутствует мРНК только Sox2. С нейрогенезом сопряжено появление как в клетках, так и в их ВВ характеристических микроРНК (микроРНК-99а-5р, микроРНК-125b-5p), и отсутствие в везикулярной фракции микроРНК, характерных для ИПСК (микроРНК302b-3p). Тем не менее, ряд онкогенных микроРНК (микроРНК-151а-3р, микроРНК486а-3р и микроРНК20b-5p) выявлялся как в клетках, так и в их ВВ. Показано, что в самих ИПСК и в НП-ИПСК присутствует мРНК прото-онкогена c-Myc и гена, кодирующего теломеразу человека (hTERT), однако в их ВВ мРНК данных генов отсутствует. Показано, что ВВ НП-ИПСК могут вызывать признаки ранней дифференцировки ИПСК, в частности, по появлению экспрессии гена FoxA2. Причем, регуляторный эффект соответствует концентрациии ВВ. Впервые проведенный протеомный анализ внеклеточных везикул в процессе направленной дифференцировки ИПСК показал усложнение протеомного спектра, отражающего ход дифференцировки, на всех уровнях клеточной организации. Показано, что в ВВ-НП-ИПСК присутствуют белки основных сигнальных путей, регулирующих нейральную дифференцировку (NOTCH, Wnt, Hedgehog), белки, контролирующие развитие нервной системы, дифференцировку нейронов, формирование синаптических контактов, белки – компоненты гликолиза, нейропротекторный белок –прогибитин, и др. Методом времяпролетной масс-спектрометрии вторичных ионов (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrom при изучении липидного состава ВВ ИПСК и НП-ИПСК было показано, что различий по липидному составу ВВ, полученных от разных типов клеток, а также везикул и мембран клеток нет. Методом рамановской микроскопии детектировали в ВВ разных типов клеток присутствие триацилглицеринов, фосфолипидов, холестерина и холестериновых эфиров, а также нуклеиновых кислот и аминокислотных остатков, входящих в состав белков. Причем в ВВ-НП-ИПСК более выражены полосы, характерные для нуклеиновых кислот и белков. Повышенное содержание белков во ВВ-НП-ИПСК подтверждено данными протеомного анализа.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".