Mesenchymal stem cells

Kabilang sa panrehiyong stem cells, mesenchymal stem cells (MSCs) ay sumasakop sa isang espesyal na lugar, ang mga derivatives na kung saan ay bumubuo ng stromal matrix ng lahat ng mga organo at tisyu ng katawan ng tao. Ang prayoridad sa pagsasaliksik ng MSC ay pagmamay-ari ng mga kinatawan ng biological science ng Russia.

Sa gitna ng huling siglo sa laboratoryo ng Friedenstein ay unang ihiwalay homogenous kultura ng multipotent stromal buto mga cell utak stem. Mesenchymal stem cell nakalakip sa isang substrate para sa isang mahabang panahon mananatili ang isang mataas na paglaganap rate, at kultura sa mababang seeding density pagkatapos ng pagkapirmi sa isang substrate binuo ng fibroblast cell panggagaya walang phagocytic aktibidad. Ang paghinto ng paglaganap ng MSC ay nagresulta sa kanilang kusang pagkilos sa vitro sa buto, taba, kartilago, kalamnan o nag-uugnay na mga selula ng tissue. Ang karagdagang pag-aaral nagsiwalat osteogenic potensyal ng fibroblast-tulad ng utak ng buto stromal cell ng iba't ibang mga species ng mammals, pati na rin ang kolonya na bumubuo ng aktibidad. Sa mga eksperimento sa Vivo ito ay ipinapakita na ang parehong hetero- at orthotopic paglipat ng fibroblast kolonya bumubuo ng cell ay nakumpleto na bumubuo ng buto, kartilago, at mahibla taba tissue. Dahil ang mga cell stromal stem ng utak ng buto nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na kapasidad para sa self-renewal at pagkita ng counterpoint sa loob ng parehong linya ng cell, sila ay tinatawag na multipotent mesenchymal cell ninuno.

Dapat tandaan na para sa 45 taon ng pangunahing pananaliksik ng mesenchymal stem cell, ang mga tunay na kondisyon ay nilikha para sa paggamit ng kanilang mga derivatibo sa clinical practice.

Sa ngayon, walang duda na ang lahat ng mga tisyu ng katawan ng tao ay nabuo mula sa mga stem cells ng iba't ibang mga linya ng cell bilang isang resulta ng proseso ng paglaganap, migration, pagkita ng kaibhan at pagkahinog. Gayunpaman, kamakailan lamang, pinaniniwalaan na ang mga stem cell sa katawan ng may sapat na gulang ay tissue-specific, iyon ay, na may kakayahang gumawa ng espesyal na mga linya ng cell lamang ng mga tisyu na kung saan sila matatagpuan. Ang konseptwal na sitwasyon na ito ay pinabulaanan ng mga katotohanan ng pagbabagong-anyo ng mga selulang stem hematopoietic hindi lamang sa mga cellular elemento ng paligid ng dugo, kundi pati na rin sa mga hugis-itlog na selula ng atay. Bilang karagdagan, at ang mga selulang neuron stem ay nakapagbunga ng mga neuron at glial elemento, pati na rin ang mga maagang nakatuon na linya ng hematopoietic progenitor cells. Ang mga cell stem mesenchymal, kadalasang gumagawa ng cellular elemento ng buto, kartilago at adipose tissue, ay maaaring magbago sa neural stem cells. Ito ay ipinapalagay na sa proseso ng paglago, physiological at reparative tissue regeneration, ang mga di-kumportable na mga selulang ninuno ay nabuo mula sa mga reserbong stem sa tukoy na tissue. Halimbawa, ang pagkumpuni ng kalamnan tissue ay maisasakatuparan sa pamamagitan ng mga cell stem mesenchymal na lumipat mula sa utak ng buto sa mga kalamnan ng kalansay.

Kahit na tulad ng cross interchangeability stem cell makilala hindi lahat ng mga mananaliksik ang posibilidad ng klinikal na paggamit ng mga cell mesenchymal stem bilang isang mapagkukunan para sa cell transplantation at cell vector ng genetic na impormasyon ay hindi na-dispute ng multipotent stromal utak ng buto cell stem, na kung saan ay maaaring maging medyo madali upang ihiwalay at palaganapin sa kultura sa vitro. Kasabay nito sa pang-agham panitikan ay patuloy na lilitaw ulat tungkol sa potensyal ng pluripotent cell stem ng utak ng buto stroma. Bilang ebidensya na ipinakita protocol pananaliksik, na kung saan sa ilalim ng impluwensiya ng mga tiyak na inducers ng transdifferentiation ng MSCS ay na-convert sa mga cell ugat, cardiomyocytes at hepatocytes. Gayunman, ang ilang mga siyentipiko ng pagkakataon na muling pag-activate at gene expression sa panahon ng maagang embryogenesis sa mga seryosong pagdududa. Kasabay nito, lahat ng tao naiintindihan na kung ang mga kondisyon ay natagpuan na palawakin ang multipotent mesenchymal stem cell sa pluripotency ng ESCs sa nagbabagong-buhay gamot at plastic awtomatikong malutas ang maraming mga problema ng mga etikal, moral, relihiyon at mga legal na likas na katangian. Higit pa rito, dahil sa kasong ito ang pinagmulan ng stem nagbabagong-buhay kapasidad ng pasyente ay autologous stromal mga cell ay malulutas at ang mga problema ng immune pagtanggi ng cell transplant. Totoong mga prospect na ito, ipapakita ang malapit na hinaharap.

[1], [2]

Paggamit ng mesenchymal stem cells sa gamot

Ang klinika paggamit ng mga derivatives ng mesenchymal cell stem ay kaugnay lalo na sa pagbabawas ng tissue depekto na dulot ng malawak at malalim na thermal lesyon ng balat. Preclinical pang-eksperimentong pagsusuri ng ang kaangkupan ng allogenic fibroblast-tulad ng mga cell mesenchymal stem para sa paggamot ng malalim na pagkapaso ay isinasagawa. Ito ay ipinapakita na ang fibroblast-tulad ng buto utak mesenchymal stem cell bumuo ng isang monolayer sa kultura, na ginagawang posible upang itanim sa ibang lugar ang mga ito upang i-optimize ang pagbabagong-buhay ng malalim na burn sugat. Ang mga may-akda tandaan na ang mga katulad na mga ari-arian ay may embryonic fibroblasts, ngunit ang mga klinikal na application ng ang huli ay limitado sa mga umiiral na etikal at legal na problema. Deep thermal burn sa PWA-firmed ng lahat ng mga layer ng balat imo-modelo sa Wistar daga. Burn lugar ay 18-20% ng kabuuang ibabaw ng balat. Sa unang pang-eksperimentong grupo ay binubuo ng daga na may malalim na thermal pinsala sa katawan at ang paglipat ng allogeneic fibroblast-nagmula cell mesenchymal stem. Ang pangalawang grupo ay binubuo ng mga hayop na may malalim na thermal Burns at trans-plantasyon ng allogeneic embryonic fibroblasts. Ang ikatlong grupo ng control daga ay ibinigay na may malalim na thermal pinsala sa katawan, na kung saan ay hindi isagawa ang cell therapy. Ang isang suspensyon ng fibroblast-nagmula mesenchymal cell stem at embryonic fibroblasts ay nailalapat sa isang burn sugat ibabaw pipetted sa isang halaga ng 2 × 10 ⁴ cells sa ika-2 araw pagkatapos ng excision ng burn pagmomodelo at necrotic estsar nabuo. Pagkatapos ng paglipat, cell sunugin ibabaw sakop na may gasa babad sa isotonic solusyon ng sosa klorido na may gentamicin. Bakod utak ng buto cell upang makuha ang MSCS na may kasunod na induction ng fibroblast linya sa mesenchymal cell stem ginawa sa adult Wistar daga mula sa femurs. Fetal baga fibroblasts ay natamo 14-17 araw embryo. Ang mga embryonic fibroblasts at utak ng buto cell upang makakuha ng isang pre-MSCS ay pinag-aralan sa Petri dish sa 37 ° C sa isang C02 iikubatore, sa isang kapaligiran na may 5% CO2 sa 95% halumigmig. Ang mga embryonic fibroblasts may pinag-aralan para sa 4-6 na araw, samantalang para sa monolayer formation MSC kinakailangan 14-17 araw. Kasunod MSCS pinapanatili ng cryopreservation bilang isang panimulang materyal para sa fibroblast-nagmula cell mesenchymal stem na kung saan ay inihanda ng lasaw at culturing MSCS para sa 4 na araw. Bilang ng fibroblast-generated mesenchymal cell stem ay higit sa 3 beses ang bilang ng mga embryonic fibroblasts na magmumula sa panahon ng parehong panahon ng kultura. Upang makilala ang mga cell sa transtslantirovannyh magsunog ng mga sugat sa hakbang culturing kanilang genome na may label gamit viral shuttle vector batay sa isang recombinant adenovirus V-type ang carrier 1Habang-2 gene encoding ß-galactosidase E. Coli. Ang buhay na semilya sa iba't ibang panahon matapos ang paglipat nakita immunohistochemically sa cryosections may dagdag na substrate X-Gal, na nagbibigay ng katangi-asul-berdeng kulay. Bilang resulta ng visual na dynamic, planimetric at histological pagsusuri kalagayan ng burn sugat, ito ay natagpuan na kahit na sa ika-3 araw pagkatapos ng paglipat ng mga cell sa mga grupo sa liblib lilitaw makabuluhang pagkakaiba sa panahon sugat proseso healing. Karamihan sa mga malinaw na ang pagkakaiba na ito ay 7 araw pagkatapos ng cell transplant. Ang mga hayop ng unang pangkat, na kung saan ay transplanted fibroblast-tulad ng mesenchymal stem cell, sugat nakuha pantay rosy matinding kulay, pagbubutil tissue lumago sa ibabaw nito buong lugar sa antas ng epidermis, at susunugin sa ibabaw ay masyado nabawasan ang laki. Ilang nabuo thinner collagen film na ang sugat ibabaw, ngunit siya ay patuloy upang masakop ang buong lugar ng paso. Ang mga hayop ng ikalawang grupo, na kung saan ay transplanted embryonic fibroblasts, pagbubutil tissue ay itinaas sa antas ng epidermis ng sugat gilid, ngunit lamang sa ilang mga lugar, sa parehong oras plazmoreya mula sa sugat ay mas matindi kaysa sa group 1, at sa una binuo collagen film halos naglaho. Sa mga hayop na hindi nakatanggap ng stem cell therapy, sa ika-7 araw burn sugat ay isang maputla, pitted, necrotic tissue, pinahiran na may fibrin. Si Plasmorrhea ay nakilala sa buong ibabaw ng paso. Histologically, ang mga hayop ng ika-1 at ika-2 grupo ay nagpakita ng isang pagbaba ng cellular paglusot at pag-unlad ng vasculature, ang mga palatandaan ng mga bagong nagsisimula proseso regenerator naging mas malubhang sa daga sa Group 1. Sa control group ay nagpakita ng mga palatandaan ng cell sugat paglusot, ang histologic pattern ng bagong nabuo dugo vessels absent. 15-30 th araw ng pagmamasid sa mga hayop ng ika-1 ng lugar grupong burn ibabaw ay makabuluhang mas maliit kaysa sa daga ng iba pang mga pangkat at pagbubutil ibabaw ay mas binuo. Sa mga hayop ng lugar burn ibabaw 2nd group ay din nabawasan kumpara sa laki ng burn sugat sa control grupo ng mga rats na ay dahil sa marginal epithelization. Sa control group burn ibabaw sites nanatiling maputla granulations na may bihirang, na lumilitaw doon spider veins, islets ay fibrinous plaka patuloy moderate plazmoreya kabuuan burn ibabaw, isang bagay na kung saan ay mahirap nababakas langib ay nanatili. Sa pangkalahatan, mga hayop ng pangkat na 3 din binabawasan ang laki ng sugat, ngunit ang sugat ay nanatiling podrytymi gilid.

Kaya, sa panahon ng isang comparative pag-aaral ng sugat nakapagpapagaling na mga rate ng paggamit ng fibroblast-nagmula mesenchymal stem cell at pangsanggol fibroblasts, at nang walang ang paggamit ng mga cell therapy minarkahan acceleration ng pagpapagaling ng burn ibabaw bilang isang resulta ng paglipat ng fibroblast-nagmula mesenchymal cell stem at embryonic fibroblasts. Gayunman, sa kaso ng paggamit ng allogeneic mesenchymal stem cell ng fibroblast sugat healing rate ay mas mataas kaysa sa paglipat ng mga embryonic fibroblasts. Dito nahayag sa accelerating pagbabago ng pagbabagong-buhay phase ng proseso - upang mabawasan ang cellular paglusot panahon, pinatataas ang rate ng paglaganap ng vascular network, pati na rin ang pagbuo ng pagbubutil tissue.

Mga resulta ng dynamic planimetry magpahiwatig na ang mga rate ng kusang nakapagpapagaling ng burn sugat (nang walang ang paggamit ng mga cell therapy) ay ang pinakamababang. Sa ika-15 at ika-30 araw pagkatapos ng paglipat ng allogeneic cell mesenchymal stem ng fibroblast sugat healing rate ay mas mataas kaysa sa paglipat ng mga embryonic fibroblasts. Histochemical paraan para sa detection ng mga beta-galactosidase ay nagpakita na pagkatapos ng paglipat ng fibroblast-tulad ng mga cell mesenchymal stem at embryonic fibroblasts sa buong panahon ng pagmamasid sa ibabaw at malalim regenerating sugat transplanted cell mananatiling maaaring mabuhay. Ang mga may-akda magmungkahi na ang isang mas mataas na rate ng burn sugat regeneration gamit mesenchymal stem cell ng fibroblast air condition na release sa pamamagitan ng mga cell na ito sa panahon ng pagkahinog rostostimuliruyushih bioactive kadahilanan.

Paglipat ng autologous o allogenic keratinocytes at allogeneic fibroblasts para sa paggamot ng burn sugat at ginagamit sa clinic. Dapat ito ay nabanggit na ang kirurhiko paggamot ng mga bata na may malawak na malalim na pagkapaso ay isang komplikadong gawain dahil sa ang mataas na dami ng mga trauma at kirurhiko pamamagitan, makabuluhang pagkawala ng dugo, sa iba't ibang mga reaksyon ginamit pagbubuhos media. Ang pangunahing kahirapan sa pagpapatupad ng balat at plastic surgery na may malawak na malalim na pagkapaso, ang lugar paglampas sa 40% ng ibabaw ng katawan, dahil sa tindi ng kanyang kalagayan at ang kakulangan ng mga mapagkukunan ng donor balat. Ang paggamit ng mesh grafts may malaking perforation ratio ay hindi malutas ang problema, dahil ang imahe matapos epiteliziruyutsya cell perforation ay napaka-mabagal, at madalas na gawin ang balat grafts ay lysed o tuyo. Ang ganitong mga coatings magsunog ng mga sugat pati na ksenokozha, makabangkay allografts, sintetiko film coatings ay hindi palaging sapat na epektibo, kaya na pag-unlad ng mga bagong pamamaraan para sa pagsasara ng burn ibabaw layer ng may pinag-aralan keratinocytes at fibroblasts. Sa partikular, ang isang paraan ng pagsasara ng burn ibabaw gamit cultured allofibroblastov pagbibigay ng panahon transplantation binibigkas stimulatory epekto sa paglaganap epidermotsitov pananatilihin sa sugat border sa Burns, at sa keratinocyte grafts mesh webs. Sa Budkevich L. Et al (2000) ay nagpapakita ng mga resulta ng pag-apply ang pamamaraan na ito para sa paggamot ng Burns sa mga bata. 31 mga bata na may thermal trauma na nasa pagitan ng 1 at 14 na taon ay sa ilalim ng pagmamasid. Sa tatlong mga bata kabuuang area burn sugat IIIA-B - IV na antas ay 40%, 25 - 50-70%, kahit na sa tatlong - 71-85% ng ibabaw ng katawan. Maagang kirurhiko necrectomy pinagsama sa paglipat ng mga may pinag-aralan allofibroblastov at autodermaplasty. Sa unang yugto ng paggamot ay isinasagawa necrotic tissue excision, ang pangalawang - sa paglipat ng mga may pinag-aralan allofibroblastov carrier film, ang ikatlong (48 oras pagkatapos ng paglipat ng mga may pinag-aralan allofibroblastov) - pag-alis ng matrix at balat flaps na may autodermoplasty perforation ratio ng 1: 4. Tatlong mga pasyente admitido sa ospital na may malubhang sakit sa burn, cultured allofibroblasty ay transplanted sa pagbubutil sugat. Paglipat ng mga may pinag-aralan allofibroblastov ginanap sa isang beses sa 18 mga bata, dalawang beses - sa 11, tatlong - dalawang mga pasyente. Ang lugar ng ibabaw ng sugat na sakop ng kultura ng selula ay mula 30 hanggang 3500 cm2. Ispiritu ng may pinag-aralan allofibroblastov nasuri ng ang kabuuang porsyento ng engraftment ng balat flaps, panahon ng kagalingan ng Burns at ang bilang ng mga namamatay malubhang thermal pinsala. Ang engraftment ng transplants ay kumpleto sa 86% ng mga pasyente. Ang isang bahagyang di-hitsura ng balat flaps ay nabanggit sa 14% ng mga kaso. Sa kabila ng patuloy na paggamot, anim (19.3%) na bata ang namatay. Ang kabuuang bahagi ng balat ng sugat sa kanila ay mula sa 40 hanggang 70% ng ibabaw ng katawan. Paglipat ng mga may pinag-aralan allofibroblastov ay walang kaugnayan sa pagkamatay ng burn pinsala sa isang solong pasyente.

Pinag-aaralan ang mga resulta ng paggamot, ang mga may-akda tandaan na ang nakaraan pagkapaso hindi tugma sa buhay, sa paggamot sa malalim na thermal pinsala ng balat lugar ng 35-40% ng ibabaw ng katawan (para sa mga bata - hanggang sa 3 taon - ay kritikal malalim na Burns na may isang lugar ng 30%, para sa mas lumang mga bata edad - higit sa 40% ng ibabaw ng katawan). Kapag ang kirurhiko paglipat ng mga may pinag-aralan necrectomy allofibroblastov autodermaplasty at kasunod na balat grafts may malaking Burns, pagbutas kadahilanan IIIB - IV degree na mananatiling kritikal, ngunit sa sandaling ito may mga prospects sa maraming mga kaso upang i-save ang buhay ng kahit na tulad ng mga biktima. Surgical necrectomy kasabay ng paglipat ng mga may pinag-aralan allofibroblastov at autodermaplasty sa mga bata na may malalim na pagkapaso pinatunayan upang maging partikular na epektibo sa mga pasyente na may advanced na mga lesyon ng balat na may kakulangan na donor site. Aktibong kirurhiko taktika at transplanting may pinag-aralan allofibroblastov i-promote ang mabilis na pag-stabilize ng pangkalahatang kalagayan ng naturang mga pasyente, pagbabawas ng bilang ng mga nakahahawang komplikasyon ng burn sakit, ang paglikha ng kanais-nais na kondisyon para sa engraftment, bawasan ang oras upang ibalik ang nawalang balat at tagal ng ospital paggamot, pagbabawas ng saklaw ng mga namamatay sa mga pasyente na may malawak na pagkapaso. Kaya, paglipat ng mga may pinag-aralan allofibroblastov Sinundan autodermaplasty balat flaps Nakakamit pagbawi sa mga bata na may malubhang Burns, na dati ay itinuturing na tiyak na mamamatay.

Ito ay karaniwang tinatanggap na ang priority paggamot ng burn sakit ay ang pinaka-kumpleto at mabilis na pagbawi ng nasira balat upang alertuhan magmumula mula sa nakakalason epekto, nakahahawang komplikasyon at dehydration. Ang mga resulta ng aplikasyon ng mga selulang pinag-aralan ay nakasalalay sa paghahanda para sa transplantasyon ng sugat sa pagkasunog mismo. Sa mga kaso ng paglipat ng mga may pinag-aralan keratinocytes sa sugat ibabaw pagkatapos ng kirurhiko necrectomy prizhivlyaetsya isang average ng 55% (sa pamamagitan ng area) ng transplanted cell, habang sa pagbubutil sugat engraftment rate ay nabawasan sa 15%. Samakatuwid, ang matagumpay na paggamot ng malawak na malalim na balat ay nangangailangan, sa unang lugar, ang aktibong mga taktika sa operasyon. Sa pagkakaroon ng burn sugat IIIB-IV degree burn ibabaw kaagad napalaya ng necrotic tissue upang mabawasan ang mga phenomena ng pagkalasing at pagbabawas ng dami ng burn sakit komplikasyon. Ang paggamit ng naturang taktika ay ang susi sa pagbabawas ng oras mula sa oras ng nasusunog sugat pagsasara at ang haba ng pamamalagi ng mga pasyente na may malawak na Burns sa isang ospital, ngunit din makabuluhang binabawasan ang bilang ng mga namamatay.

Ang unang ulat tungkol sa matagumpay na paggamit ng mga pinag-aralan na mga keratinocytes upang masakop ang ibabaw ng sugat ay lumitaw sa mga unang siglo ng huling siglo. Kasunod nito, ang pagmamanipula na ito ay natupad sa tulong ng mga layer ng mga pinag-aralang keratinocytes, na nakakuha ng pinakamadalas mula sa autostructures, mas madalas kaysa sa allokeratinocytes. Gayunpaman, ang teknolohiya ng autokeratinocytoplasty ay hindi pinapayagan ang paglikha ng isang cell bank, habang ang oras na kinakailangan upang makabuo ng isang sapat na graft mula sa keratinocytes ay malaki at halaga sa 3-4 na linggo. Sa panahong ito, ang panganib ng pagkakaroon ng mga nakakahawang sakit at iba pang mga komplikasyon ng sakit na paso ay tumaas nang masakit, na nagpapalawak nang malaki sa kabuuang haba ng pananatili ng mga pasyente sa ospital. Higit pa rito, halos walang autokeratinotsity prizhivlyayutsya transplantation para Granulating burn sugat, at ang mataas na halaga ng mga specialized media paglago at biologically aktibong keratinocyte paglago stimulants makabuluhang naglilimita sa klinikal na paggamit. Iba biotechnological pamamaraan tulad ng kollagenoplastika transplantation ksenokozhi cryopreserved pati na rin ang paggamit ng iba't ibang mga biopolymer coatings dagdagan ang kahusayan ng paggamot ng ibabaw ng malawak na, ngunit hindi malalim na pagkapaso. Ang pamamaraan ng patong ng ibabaw ng sugat na may mga nabuong fibroblasts ay sa panimula ay naiiba sa na ang pangunahing bahagi ng pinag-aralan na cell pool ay hindi keratinocytes ngunit fibroblasts.

Ang isang paunang kinakailangan para sa pag-unlad ng ang paraan ay nagsilbing ebidensiya na pericytes na pumapalibot sa maliit na daluyan ng mga pro- genitornymi mesenchymal cell magagawang upang ibahin ang anyo sa fibroblasts, na makagawa ng maraming mga kadahilanan sa paglago at magbigay ng sugat pagpapagaling dahil sa ang malakas na stimulating epekto sa paglaganap at pagdirikit ng keratinocytes. Paggamit ng pinag-aralan fibroblasts para sa pagsasara ng sugat ibabaw kaagad na kinilala sa isang bilang ng mga makabuluhang pakinabang ng ang paraan na ito sa ibabaw ng paggamit ng mga may pinag-aralan keratinocytes. Sa partikular, sa paghahanda ng fibroblasts sa kultura ay hindi nangangailangan ng paggamit ng mga espesyal na kultura media at paglago promoters, na binabawasan ang gastos ng transplant higit sa 10 beses ang gastos ng pagkuha ng keratinocytes. Fibroblasts ay madaling sumailalim sa passaging, sa panahon na kung saan sila ay bahagyang mawala ang kanilang ibabaw histocompatibility antigen, na siya namang ginagawang posible na gamitin para sa paggawa ng allogeneic transplant ng mga cell at gumawa ng kanilang mga bangko. Shortens pagtanggap transplants, handa na para sa paggamit sa isang klinika, mula sa 3 linggo (keratinocytes) 1-2 araw (para sa fibroblasts). Pangunahing kultura ng fibroblasts ay maaaring makuha sa pamamagitan ng culturing mga cell mula sa balat fragment na kinunan sa autodermoplasty at cell seeding density sa resibo subcultures ng tao fibroblasts ay lamang ng 20 × 10 ³ per 1 cm ².

Upang mag-aral ang epekto ng fibroblasts at ang kanilang mga regulasyon protina sa paglaganap at pagkita ng kaibhan ng keratinocytes, ang isang comparative pag-aaral ng mga katangian at morpolohiya ng keratinocyte paglaganap sa substrates ng mga uri ng collagen ko at III at fibronectin sa co-kultura na may human fibroblasts. Human keratinocytes ay ihiwalay mula sa balat fragment ng mga pasyente na may Burns, na kinunan sa panahon autodermoplasty operasyon. Ang density ng keratinocytes ay 50 x 103 cells kada cm2. Ang clinical efficacy ng transplantation ng mga cultured fibroblasts ay nasuri sa 517 na pasyente. Ang lahat ng mga pasyente ay nahahati sa dalawang grupo: 1st - may sapat na gulang na apektado sa Burns IIA, B - IV degree; Pangalawang - mga bata na may malalim na pagkasunog ng IIIB - IV degree. Assessment ng dinamika ng istruktura at functional na organisasyon ng monolayer kultura ng fibroblasts na patungkol sa mga papel sa pagbabagong-buhay proseso ng glycosaminoglycans, fibronectin, collagen, at pinapayagan ang may-akda upang matukoy ang ikatlong araw bilang ang pinaka-kanais-nais mga tuntunin ng paggamit ng fibroblast kultura para sa produksyon ng mga transplants. Pagsisiyasat ng epekto sa fibroblast paglaganap at pagkita ng kaibhan ng mga keratinocytes ay nagpakita na sa ilalim ng sa vitro fibroblasts ay may binibigkas stimulating epekto, lalo na sa keratinocyte pagdirikit proseso, ang pagtaas ng bilang ng mga kabig cell at ang rate ng pag-aayos ng higit sa 2 beses. Pagbibigay-buhay adhesion proseso sinamahan ng isang mas mataas na intensity ng DNA synthesis at antas ng keratinocyte paglaganap. Higit pa rito, ito ay natagpuan na ang pagkakaroon ng fibroblasts at ekstraselyular matris nabuo sa pamamagitan ng mga ito ay isang paunang kinakailangan para sa pagbuo tonofibrillyarnogo apparatus keratinocyte pagitan ng mga selula na koneksyon at, sa huli, para sa keratinocyte pagkita ng kaibhan at basement lamad ng bituin. Sa paggamot ng mga bata na may malalim na pagkapaso itinatag klinikal na espiritu ng paglipat allofibroblastov kultura, lalo na sa mga pasyente na may malawak na mga lesyon sa mga site na balat donor sa isang depisit. Complex morfofunktcionalnoe pag-aaral ay nagpakita na ang graft nailalarawan fibroblasts aktibong DNA synthesis, pati na rin collagen, fibronectin at glycosaminoglycans, na kung saan ay nabuo sa mga cell ng ekstraselyular matrix. Ang mga may-akda magmungkahi ng isang mataas na porsyento ng engraftment ng transplanted fibroblasts (sa 96%), isang matalim pagbawas sa mga tuntunin ng kanilang mga paghahanda (sa loob ng 2-3 oras sa halip ng 24-48 na linggo sa kaso ng keratinocytes), isang makabuluhang acceleration ng epithelization ng burn ibabaw, at isang makabuluhang pagbaba sa presyo (sa 10 beses) ng teknolohiya ng lumalaking graft mula fibroblasts kumpara sa keratinocyte transplantation. Ang paggamit ng mga paglipat ng mga may pinag-aralan allofibroblastov ginagawang posible upang i-save ang mga buhay ng mga bata na may kritikal na Burns - thermal pinsala sa katawan sa paglipas ng 50% ng katawan ibabaw, na kung saan ay dating naisip na hindi tugma sa buhay. Kapansin-pansin na allogeneic paglipat ng mga embryonic fibroblasts din convincingly pinatunayan hindi lamang mas mabilis na pagbabagong-buhay ng mga sugat at pagpapagaling sa mga pasyente na may iba't ibang degree burn at lugar, ngunit din ng isang makabuluhang pagbabawas ng dami ng namamatay.

Autologous fibroblasts ay ginagamit sa tulad ng isang kumplikado at plastic surgery bilang isang kapalit pagwawasto pinsala ang vocal chords. Karaniwan na ginagamit para sa layuning ito baka collagen, tagal ng pagkilos na kung saan ay limitado sa pamamagitan ng kanyang immunogenicity. Ang pagiging isang dayuhang protina, ng baka collagen, collagenase sensitibo sa ang tatanggap at maaaring maging sanhi ng immune reaksyon, upang mabawasan ang panganib na kung saan ang teknolohiya ng collagen paghahanda ay nabuo, cross-naka-link na may glutaraldehyde. Ang kanilang mga kalamangan ay mas malaki katatagan at mas mababang immunogenicity, na kung saan ay natagpuan praktikal na application sa pag-aalis ng mga depekto at vocal cord pagkasayang. Autologous collagen injections ay unang ginamit sa 1995. Paraan ibinigay konserbasyon ng mga pangunahing istraktura ng autologous collagen fibers, kabilang enzymatically catalyzed intramolecular crosslinks. Ang katotohanan na ang mga natural na collagen fibers ay mas lumalaban sa marawal na kalagayan sa pamamagitan ng proteases sa reconstituted collagen telopeptides kung saan cut. Integridad telopeptides mahalaga para sa quaternary istraktura ng collagen fibers at ang crosslinking pagitan ng katabing molecules collagen. Hindi tulad ng paghahanda ng ng baka collagen, autologous collagen ay hindi maging sanhi ng immune tugon sa ang tatanggap, ngunit ito ay hindi sapat na epektibo bilang pumupuno agent. Paulit-ulit na koreksyon ay maaaring nakakamit dahil sa ang lokal na produksyon ng autologous paglipat ng collagen sa pamamagitan fibroblasts. Gayunman, ang pagsisiyasat ng pagiging epektibo ng paglipat ng autologous fibroblasts sa klinika nagsiwalat ng ilang mga problema. Sa unang bahagi ng panahon matapos ang paglipat fibroblast klinikal epekto ay weaker kumpara sa na pagkatapos ng administrasyon ng baka collagen. Kapag may pinag-aralan autologous fibroblasts ay hindi maaaring ibukod ang posibilidad ng pagbabago ng normal fibroblasts sa abnormal, ang tinatawag na myofibroblasts, responsable para sa pagbuo ng fibrosis at pagkakapilat, bilang ebedensya sa pamamagitan ng pagbawas sa collagen gel, dahil sa mga tiyak na pakikipag-ugnayan ng fibroblasts at collagen fibrils. Dagdag dito, pagkatapos ng serial passaging mga fibroblasts sa vitro mawala ang kanilang kakayahan upang synthesize ekstraselyular matrix protina.

Gayunman, sa kasalukuyan pang-eksperimentong mga pamamaraan perfected paglilinang ng tao autologous fibroblasts, na kung saan ay nag-aalis sa itaas drawbacks at ay humantong sa oncogenic pagbabago ng normal fibroblasts. Ang autologous fibroblasts na nakuha sa pamamaraang ito ay ginagamit upang punan ang mga depekto ng malambot na tisyu ng mukha. Sa isang pag-aaral ng G. Keller et al (2000) na natanggap ang paggamot ng 20 mga pasyente na may edad na 37-61 taon na may wrinkles at atrophic scars. Skin biopsies (4 mm) BTE rehiyon namin transported sa laboratoryo sa matsura tubes na naglalaman ng 10 ml ng kultura medium (Dulbecco antibiotic mikoseptikom, pyruvate at pangsanggol ng baka suwero). Ang materyal ay inilagay sa loob ng 3-5 na mga pagkaing kultura na may diameter na 60 mm at incubated sa isang termostat na may isang kapaligiran na naglalaman ng 5% CO2. Pagkatapos ng 1 linggo, ang mga selula ay inalis mula sa mga pinggan ng trypsinization at inilagay sa 25 cm2 vials. Mga cell ay ibinibigay sa mga pasyente sa isang halaga ng 4 x 107. Ang makabuluhan at pang-walang pagkupas klinikal epekto ay sinusunod sa mga pasyente na may pagwawasto nasolabial folds, at sa mga pasyente na may scars pagkatapos ng 7 at 12 buwan matapos ang ikatlong paglipat ng autologous fibroblasts. Ayon sa daloy ng cytometry, ang nabuong fibroblasts ay gumawa ng isang malaking halaga ng Type I collagen. Sa vitro studies, ang normal na kontraktwal ng injectable fibroblasts ay ipinapakita. Dalawang buwan pagkatapos ng subcutaneous administration ng mga cultured fibroblasts sa isang dosis ng 4 x 107 na mga cell, ang mga nude na mice ay hindi nakita. Injectable fibroblasts ay hindi naging sanhi ng peklat pagbuo at nagkakalat fibrosis sa mga pasyente. Sa opinyon ng may-akda, ang nakatanim na autologous fibroblasts ay maaaring patuloy na gumawa ng collagen, na magbibigay ng epekto ng pampaganda ng kosmetiko. Sa kasong ito, dahil limitado ang haba ng buhay ng mga selulang pagkakaiba-iba, ang mga fibroblast na kinuha mula sa isang kabataang pasyente ay mas epektibo kaysa sa mga nakuha sa matatanda. Sa hinaharap, ito ay ipinapalagay ang posibilidad ng cryopreservation ng mga may pinag-aralan fibroblasts kinuha mula sa mga batang donor na transplanted sa ibang pagkakataon isang matanda pasyente ng kanyang sariling mga batang cells. Sa wakas, ito ay hindi masyadong tamang palagay na autologous fibroblasts, na ibinigay ng kanilang mga functional kaligtasan ay perpekto para sa pagwawasto ng facial soft tissue depekto. Sa kasong ito, ang may-akda ang kanyang sarili points out na sa panahon ng imbestigasyon lumitaw at ang ilang mga may problemang mga sitwasyon na may kaugnayan sa paggamit ng autologous fibroblast collagen system. Ang klinikal na epekto ay madalas na mas mahina kaysa sa paggamit ng bovine collagen, na naging sanhi ng pagkabigo sa mga pasyente.

Sa pangkalahatan, ang data ng panitikan sa mga prospect ng klinikal na paggamit ng mesenchymal stem cells ay medyo maasahin sa mabuti. Ang mga pagtatangka ay ginagamit upang magamit ang autologous bone marrow multipotent mesenchymal progenitor cells para sa paggamot ng degenerative joint lesions. Ang unang klinikal na pagsubok ng mga pinag-aralan na mga selulang mesenchymal progenitor sa paggamot ng mga kumplikadong bali ng buto ay isinasagawa. Autologous at allogeneic mesenchymal stromal utak ng buto cell ginagamit upang bumuo ng cartilage himaymay para sa pagwawasto ng articular kartilago depekto dahil sa trauma, o autoimmune lesyon. Ensayado paraan ng klinikal na application ng multipotent mesenchymal cell ninuno upang iwasto ang buto depekto sa mga bata na may malubhang unlad osteogenesis sanhi ng mutations ng type ko collagen gene. Pagkatapos mieloabelyatsii bata-mga tatanggap ng transplanted utak ng buto mula sa HLA-compatible malusog na donor bilang unfractionated utak ng buto ay maaaring maglaman ng isang sapat na dami ng mesenchymal cell stem upang maglagay na muli malubhang buto depekto. Pagkatapos ng paglipat, allogeneic buto utak tulad ng mga bata na minarkahan positibong histological pagbabago sa trabecular buto, pagtaas sa mga rate ng paglago at pagbabawas sa saklaw ng buto fractures. Sa ilang mga kaso, ang isang positibong klinikal na resulta ay nakamit sa pamamagitan ng transplanting na may malapit na kaugnay na allogeneic bone marrow at osteoblasts. Para sa paggamot ng mga katutubo buto hina dahil sa isang kawalan ng timbang ng mga osteoblasts at osteoclasts sa buto tissue, at ginamit na MSCS transplantation. Restoration ng buto formation sa kasong ito ay nakamit sa pamamagitan chimerization pool stromal stem at ninuno cell sa mga pasyente osseous tissue.

Ang mga pamamaraan ng pagbabagong genetiko ng mga donor mesenchymal stem cell ay pinabuting upang iwasto ang genetic defects ng stromal tissues. Ito ay dapat na mesenchymal cell ninuno ay malapit nang magamit sa neurolohiya para sa itinuro chimerization mga cell utak at lumikha ng isang pool ng malusog na mga selula, na may kakayahang pagbuo ng deficient enzyme o kadahilanan na responsable para sa clinical manifestations ng sakit. Ang paglipat ng mesenchymal cell stem ay maaaring gamitin upang ibalik ang buto utak stroma sa pasyente ng cancer pagkatapos ng radiotherapy at chemotherapy, at sa kumbinasyon sa utak ng buto cell - para sa pagpapanumbalik ng hematopoiesis. Pag-unlad ng pagpapalit therapy na naglalayong inaalis ang mga depekto ng musculoskeletal system gamit ang MSCS i-promote ang engineering sa disenyo matrix biomaterials o biomimics bumubuo skeletons habitasyon ang supling ng mesenchymal cell stem.

Pinagmumulan ng mesenchymal stem cells

Ang pangunahing pinagkukunan ng mesenchymal cell stem ay buto utak hematopoietic stem cell na sa mammals ay patuloy na iba-iba sa mga cell ng dugo at ang immune system, habang ang mga mesenchymal stem cell iniharap maliit na populasyon ng fibroblast-tulad ng utak ng buto stromal cell at makatulong na mapanatili ang undifferentiated estado ng hematopoietic cell stem. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, mesenchymal stem cell iibahin sa mga cell ng kartilago at buto. Kapag tubog sa isang kultura medium sa mababang density planting mononuclear utak ng buto stromal mga cell bumuo ng colonies ng kabig cell, na kung saan, sa katunayan, ay fibroblast multipotent mesenchymal precursor cell. Ang ilang mga may-akda ay may iminungkahing na utak ng buto idineposito uncommitted mesenchymal stem cell, na kung saan, salamat sa ang kakayahan sa self-renew at mataas na pagkita ng kaibhan potensyal, ibigay ang lahat ng tisiyu ng katawan predecessors cell mesenchymal stromal buong buhay mammalian organismo.

Sa utak ng buto, ang mga sangkap ng stromal cell ay bumubuo ng isang network na pumupuno sa espasyo sa pagitan ng sinusoids at tissue ng buto. Ang nilalaman ng hindi aktibo MSC sa utak ng buto ng isang matatanda ay maihahambing sa bilang ng mga selulang hematopoietic stem at hindi lumampas sa 0.01-0.001%. Ang mesenchymal stem cells na nakahiwalay sa utak ng buto at hindi napapailalim sa paglilinang ay walang malagkit na mga molecule. Ang mga MSCs ay hindi nagpapahayag ng CD34, ICAM, VCAM, uri I at III collagen, CD44 at CD29. Samakatuwid, sa vitro mesenchymal stem cell ay hindi ayos sa kultura substrate, at higit pang mga advanced progenitor nagmula mesenchymal stem cell, ay nabuo ng mga bahagi cytoskeletal at receptor patakaran ng pamahalaan ng cell pagdirikit molecules. Ang mga stromal cell na may phenotype CD34 ay natagpuan kahit na sa paligid ng dugo, bagaman mas marami ang mga ito sa utak ng buto kaysa sa CD34-positive mononuclear cells. Ang CD34 na mga selula ay nahiwalay sa dugo at inilipat sa kulturang naka-attach sa substrate at bumubuo ng mga kolonya ng mga selula na tulad ng fibroblast.

Ito ay kilala na sa panahon ng embryonic ang stromal base ng lahat ng mga organo at tisyu ng mga mammals at mga tao ay nagmumula sa isang karaniwang pool ng mesenchymal stem cell bago at sa entablado ng organogenesis. Samakatuwid, ito ay pinaniniwalaan na sa isang mature na katawan, karamihan sa mesenchymal stem cell ay dapat na sa nag-uugnay at buto tissue. Ito ay natagpuan na ang karamihan ng mga cellular elemento ng stroma maluwag connective at buto tissue ay iniharap ng nakatuon progenitor cells, na kung saan, gayunpaman, panatilihin ang kakayahan upang ilaganap sa vitro at sa pagbuo ng panggagaya. Sa pagpapakilala ng mga naturang mga selula sa kabuuang daloy ng dugo, higit sa 20% ng mga mesenchymal progenitor cell ay itinatanak sa mga stromal elemento ng hematopoietic tissue at ang mga parenchymal organ.

Ang isang potensyal na mapagkukunan ng mesenchymal cell stem ay adipose tissue, bukod sa kung alin sa mga nakatuon na mga cell stem na natagpuan sa iba't ibang grado ng adipocyte progenitors. Pinaka-hindi mature progenitor elemento ng adipose tissue - stromal-vascular cell, na kung saan ay katulad ng multipotent mesenchymal progenitors ng utak ng buto ay maaaring iba-iba sa adipocytes sa ilalim ng pagkilos ng glucocorticoids, insulin-tulad ng paglago kadahilanan at insulin. Sa kultura ng stromal vascular cell iibahin sa adipocytes at chondrocytes at mataba tissue buto utak-nagmula cell ay bumubuo ng adipocytes at osteoblasts.

Sa mga kalamnan, natagpuan din ang stromal stem sources. Ang pangunahing kultura cell ihiwalay mula sa mga tao ng kalansay kalamnan, ay ipinapakita hugis star cell at multinucleated myotubes. Sa presensya ng kabayo suwero stellate cell ilaganap sa vitro walang mga palatandaan ng cytodifferentiation at pagkatapos ng karagdagan ng dexamethasone sa kultura medium ng pagkita ng kaibhan ay nailalarawan sa pamamagitan ng ang hitsura ng mga elemento cell cell na may ang phenotype ng skeletal at makinis na kalamnan, buto, kartilago, at mataba tissue. Samakatuwid, ang parehong nakatuon at hindi pinapayagang multipotent mesenchymal progenitor cells ay naroroon sa human tissue ng kalamnan. Ito ay ipinapakita na may populasyon ng mga cell ninuno naroroon sa ng kalansay kalamnan ay mula uncommitted multipotent buto utak mesenchymal cell ninuno, at naiiba mula myogenic satellite cells.

Sa myocardium ng bagong panganak daga nakatagpo din adhesive stellate cell, angkop para sa mga potensyal na pagkita ng kaibhan ng multipotent mesenchymal cell ninuno, tulad ng sa ilalim ng impluwensiya ng dexamethasone sila ay iba-iba sa adipocytes, osteoblasts, chondrocytes, makinis na kalamnan cell, myotubes ng kalansay kalamnan at puso myocytes. Ito ay ipinapakita na vascular makinis na kalamnan cell (pericytes) ay hango multipotent undifferentiated perivascular mesenchymal precursor cell. Sa kultura ng perivascular mesenchymal cell stem ipahayag ang a-makinis na kalamnan actin at platelet nagmula paglago kadahilanan receptor at ay able sa ibahin ang hindi bababa sa makinis na mga cell ng kalamnan.

Ang isang espesyal na lugar sa mga tuntunin ng taglay ng stem ay tumatagal ng kartilago, napakababang reparative potensyal na kung saan ay pinaniniwalaan na dahil sa kakulangan ng multipotent mesenchymal cell ninuno o pagkita ng kaibhan at paglago kadahilanan. Ipinapalagay na ang multiply na mesenchymal progenitor cells na pre-donate sa chondro- at osteogenesis ay pumasok sa cartilaginous tissue mula sa iba pang mga pinagkukunan ng tissue.

Ang pinagmulan at kundisyon ng tissue para sa komisyon ng mesenchymal progenitor cells sa mga tendon ay hindi rin itinatag. Ekspermentalnye obserbasyon magmungkahi na sa unang bahagi ng post-natal kuneho Achilles litid cell sa pangunahing kultura sa unang talata at panatilihin expression ng collagen uri ko at decorin, ngunit sa karagdagang culturing mawalan sila tenotsitov differentiation markers.

Dapat ito ay nabanggit na ang sagot sa tanong kung talagang naka-localize sa iba't-ibang tisiyu ng multipotent mesenchymal cell ninuno ay laging naroroon sa kanilang stroma, o tissue pool ng mesenchymal cell stem ay bayad sa pamamagitan ng paglilipat ng mga stromal buto mga cell utak stem, pa rin ito ay kasabik-sabik.

Gayundin ang utak ng buto at iba pang mga mesenchymal tissue zones adult ibang pinagmulan ng MSCS ay maaaring cord dugo. Ito ay ipinapakita na ang pusod ugat dugo ay naglalaman ng mga cell na may mga parehong morphological at antigenic katangian na may multipotent mesenchymal cell ninuno ang kakayahan na pagdirikit, at hindi bulok multipotent mesenchymal cell ninuno ng mga utak ng buto pinagmulan sa pamamagitan ng differentiating potensyal. Sa mga kultura ng mesenchymal cell stem ng pusod ng dugo nakita mula 5 hanggang 10% uncommitted multipotent mesenchymal progenitors. Ito ay naka-out na ang kanilang mga numero sa ang kurdon ng dugo ay inversely proporsyonal sa gestational edad, na kung saan ay hindi direktang katibayan ng paglilipat ng multipotent mesenchymal cell ninuno sa iba't-ibang tisiyu sa panahon ng pangsanggol pag-unlad. Nagkaroon ng mga unang impormasyon tungkol sa klinikal na application ng mesenchymal cell stem ihiwalay mula sa pusod ng dugo, pati na rin ang embryonic nagmula biomaterial, na kung saan ay batay sa mga kilala kakayahan ng pangsanggol mga cell stem maisama at pag-andar prizhivlyatsya sa mga bahagi ng katawan sistema adultong mga tatanggap.

Ang paghahanap para sa mga bagong pinagkukunan ng mesenchymal stem cells

Ang paggamit ng mesenchymal stem cells ng embryonic origin, tulad ng iba pang mga fetal cell, ay lumilikha ng maraming problema sa etika, legal, legal at pambatasan. Samakatuwid, ang paghahanap para sa extraembryonic cellular donor materyal ay patuloy. Pagtatangka ay hindi matagumpay klinikal na application ng balat ng tao fibroblasts, ito ay natutukoy sa pamamagitan ng hindi lamang ang mataas na pinansiyal na kapasidad ng teknolohiya, ngunit din mabilis na pagkita ng kaibhan ng fibrocytes sa fibroblasts pagkakaroon ng makabuluhang mas mababa potensyal na paglaganap at paggawa ng isang limitadong bilang ng mga kadahilanan sa paglago. Ang karagdagang pag-unlad sa larangan ng biology at MSCS ay multipotent mesenchymal utak ng buto cell ninuno pinapayagan upang bumuo ng isang diskarte para sa klinikal na paggamit ng autologous mesenchymal cell stem. Ang teknolohiya ng kanilang paghihiwalay, paglilinang, ex vivo na pagpaparami, at itinuro na pagkita ng kaibhan ay kinakailangan, una sa lahat, ang pag-aaral ng spectrum ng molecular marker ng MSCs. Ang kanilang pag-aaral ay nagpakita na sa mga pangunahing kultura ng tisyu ng buto ng tao ay may ilang mga uri ng multipotent mesenchymal progenitor cells. Proosteoblastov phenotype na natagpuan sa mga cell pagpapahayag ng ang marker stro-1 stromal cell ninuno, ngunit huwag magdala ng marker ng osteoblast - alkalina phosphatase. Ang ganitong mga selula ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang kakayahan upang bumuo ng isang mineralized buto matrix, pati na rin ang kawalan ng pagpapahayag ng osteopontin at ang parathyroid hormone receptor. Ang mga derivatibo ng STRO-1-positibong mga selula na hindi nagpapahayag ng alkaline phosphatase ay kinakatawan ng intermediate at ganap na pagkakaiba-iba ng mga osteoblast. Ito ay natagpuan na ang cellular elemento ng kopya ng mga linya ng stro-1 positibong cell ng tao trabecular buto ay kaya ng differentiating sa mature osteocytes at adipocytes. Ang direksyon pagkita ng kaibhan ng mga cell na ito ay depende sa pagkakalantad ng polyunsaturated mataba acids, proinflammatory cytokines - IL-1b at tumor nekrosis kadahilanan ng (TNF-a), pati na rin ang anti-namumula at immunosuppressive TGF-b.

Mamaya ito ay natagpuan na multipotent mesenchymal precursor cell kakulangan tiyak na lamang sa kanila taglay na phenotype, ngunit ipahayag ang kumplikadong mga marker, katangian para mesenchymal, endothelial, epithelial at kalamnan cell sa kawalan ng pagpapahayag ng hematopoietic cell immunophenotypic antigens - CD45, CD34 at CD14. Sa karagdagan, mesenchymal stem cell at constitutively inducibly makabuo ng hematopoietic at non-hematopoietic paglago kadahilanan, interleukin, at chemokines, at sa multipotent mesenchymal precursor cell ipinahayag receptors para sa ilang mga kadahilanan na paglago at cytokines. Kabilang stromal cell pangunahing kaalaman ng katawan ng tao natagpuan dormantnye o resting cell na may immunophenotype, halos kapareho ng antigenic profile ng raw 5-fluorouracil multipotent mesenchymal cell ninuno - mga at iba pang mga cell ipahayag ang CD117, ang pagmamarka "adult" stem cells.

Samakatuwid, ang isang cell marker na natatangi sa mesenchymal stem cells ay hindi pa itinatag. Ito ay ipinapalagay na nagpapahinga cell ay hindi nakatalagang populasyon ng multipotent mesenchymal precursor cell dahil hindi nila ipahayag ang cell marker ng nakatuon sa osteoarthritis (Cbfa-1) o adipogenesis (PPAR-y-2). Matagal na pagkakalantad ng resting mabagal proliferating cell sa pangsanggol guya suwero resulta sa pagbuo ng terminally differentiated nakatuon precursors, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mabilis na paglago. Ang clonal growth ng naturang stem mesenchymal cells ay suportado ng FGF2. Lumalabas na ang genome-nagmula stromal stem cells "isinara" masikip sapat na naiulat tungkol sa kawalan ng spontaneous pagkita ng kaibhan sa MSCS -. Kung walang mga espesyal na mga kondisyon para tanggapin ang alok ng kahit sila ay hindi-convert sa mga cell ng mesenchymal serye.

Upang mag-aral populasyon istraktura nagmula mesenchymal stem cell ay naghanap ng kaibhan marker protina sa mga linya stromal cell at pangunahing kultura. Sa clonal colony esse Bone utak cell sa vitro natagpuan na kapag sumailalim sa pangunahing kultura ng EGF pinatataas ang average na laki ng mga kolonya at binabawasan clonal pagpapahayag ng alkalina phosphatase, habang ang pagdaragdag ng hydrocortisone aktibo ng pagpapahayag ng alkalina phosphatase kung saan ay isang marker ng osteogenic pagkita ng kaibhan ng MSCS orientation. Monoclonal antibodies laban stro-1 na ginawa posible upang paghiwalayin at pag-aaral na populasyon ng stro-1-positive kabig cell sa isang magkakaiba sistema Dexter kultura. Ang spectrum ng mga cytokines umayos hindi lamang paglaganap at pagkita ng kaibhan ng hematopoietic at lymphoid mga cell, ngunit din lumahok sa pagbuo, pagbuo at resorption ng skeletal tissue sa pamamagitan para-, auto- at Endocrine mekanismo. Receptor-mediated paglabas ng pangalawang Mensahero tulad ng kampo, diacylglycerol, inositol triphosphate, at Ca2 + ay ginagamit din para sa marker na pag-aaral ng iba't ibang mga kategorya ng mga stromal tisiyu ng mga cell pagpapahayag ng ang may-katuturang receptors. Ang paggamit ng mga monoclonal antibodies bilang mga marker pinahihintulutan na magtatag ng stromal lymphoid organo na kabilang reticular cell para sa T at B-nakasalalay zone.

Sa ilang panahon, ang mga pagtatalo sa agham ay nagpatuloy sa paligid ng tanong ng posibilidad ng pinagmulan ng MSC mula sa hematopoietic stem cell. Sa katunayan, kapag explantation suspensyon ng mga cell sa utak ng buto sa monolayer kultura kung saan discrete kolonya lumalaki fibroblasts. Gayunpaman, ito ay nai-ipinapakita na ang pagkakaroon ng mga precursors ng fibroblast mga kolonya at iba't-ibang mga mikrobyo pagkita ng kaibhan ng hematopoietic tissue bilang bahagi ng utak ng buto ay hindi patunay ng kanilang mga karaniwang pinanggalingan ng hematopoietic cell stem. Paggamit ng discriminant pagtatasa ng utak ng buto cell stem natagpuan na ang microenvironment sa heterotopic transplantation, hematopoietic cell ng utak ng buto ay inililipat, proves na ang pagkakaroon, sa utak ng buto hiwalay sa histogenetic MSC populasyon ng hematopoietic cell.

Bilang karagdagan, pumipili cloning pamamaraan nagsiwalat sa monolayer kultura ng utak ng buto stromal cell ng isang bagong kategorya ng mga cell precursor upang matukoy ang kanilang mga numero, upang pag-aralan ang kanilang mga ari-arian, proliferative at pagkita ng kaibhan potensyal. Ito ay natagpuan na sa vitro fibroblast-tulad ng stromal cell ilaganap at bumuo diploid kolonya na kapag reverse transplantation sa katawan masiguro ang pagbuo ng mga bagong dugo-bumubuo ng bahagi ng katawan. Ang mga resulta ng pag-aaral ng mga indibidwal na panggagaya ay nagpapahiwatig na mayroong isang populasyon ng mga cell sa kanilang proliferative at pagkita ng kaibhan potensyal na magagawang upang i-claim ang papel na ginagampanan ng mga cell stem ng stromal tissue, Gistogeneticheskaja independiyenteng ng hematopoietic cell stem sa mga cell stromal ninuno. Ang mga selula ng populasyon na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-unlad sa sarili na pag-unlad at iba-iba sa mga cell na ninuno ng buto, kartilago at reticular bone marrow tissue.

Ng mahusay na interes ay ang mga resulta ng mga pag-aaral Chailakhyan R. Et al (1997-2001), na kung saan ay may pinag-aralan buto utak-nagmula stromal cell ninuno rabbits, Guinea Pig, at dagang a-MEM kultura medium pupunan na may pangsanggol guya suwero. Isinasagawa ng mga may-akda ang pagpapaliwanag na may paunang density ng 2-4 x 103 na mga cell sa utak ng buto sa bawat 1 cm2. Gaya ng pagkakagamit feeder homologo o heterologous inactivated sa pamamagitan ng pag-iilaw ng mga cell sa utak ng buto sa isang dosis feeder napananatili ang pagkilos, ngunit ganap na naharang paglaganap. Ang dalawang-linggo na pangunahing discrete colonies ng fibroblasts ay trypsinized upang makabuo ng monoclonal strains. Katibayan clonal pinagmulan kolonya ay nakuha gamit chromosomal marker sa halo-halong kultura ng utak ng buto ng lalaki at babae Guinea Pig, time-lapse shooting live na kultura, pati na rin sa halo-halong kultura ng utak ng buto ng syngeneic Mice at CBA SVAT6T6. Transplantation slurry ng sariwang nakahiwalay na utak ng buto cell lumago sa vitro o stromal fibroblasts sa ilalim ng bato capsule ay isinasagawa sa ivalonovyh porous scaffolds o gelatin, pati na rin inactivated kuneho may alambrera buto matrix. Itanim sa ibang lugar panggagaya sa buto na takip thighs taong ginagamit sa eksperimento nalinis mula sa malambot na tissue at periyostiyum, kunin ang mga epiphysis at lubusan paghuhugas ng kanilang mga utak ng buto. Ang buto ay pinutol sa mga fragment (3-5 mm), tuyo at sinanay sa isang dosis na 60 Gy. Sa panakip sa payat, ang mga indibidwal na mga colonies ng fibroblast ay inilagay at itinago intramuscularly. Para intraperitoneal transplantation ng stromal fibroblasts, nasa hustong gulang sa vitro, ginamit namin uri A pagsasabog silid (V = 0015 cm 3, h = 0, l mm) at D (V = 0,15 cm 3, h = 2 mm).

Kapag pag-aaral ng dinamika ng paglago ng clonal strains Chailakhyan R. Et al (2001) natagpuan na ang mga indibidwal na mga cell, kolonya bumubuo ng fibroblasts, pati na rin ang kanilang mga kaapu-apuhan ay may mahusay na proliferative potensyal. Sa ika-sampung daanan, ang bilang ng mga fibroblast sa ilang mga strain ay 1.2-7.2 x 10 ⁹ cells. Sa proseso ng kanilang pag-unlad, naganap ang mga ito hanggang sa 31-34 cellular duplications. Kaya heterotopic paglipat ng utak ng buto-nagmula strains nabuo sa pamamagitan ng stromal precursors ng ilang dosenang mga panggagaya na humantong sa ang paglipat ng utak ng buto microenvironment at pag-aaral sa bagong zone hematopoietic organ paglipat. Ang mga may-akda itinaas ang tanong ng kung ang mga indibidwal na panggagaya ay maaaring magparaya cell buto utak microenvironment stromal, o nangangailangan ito ng pakikipagtulungan ng ilang iba't-ibang clonogenic stromal ninuno? At kung mga indibidwal na panggagaya ay maaaring ilipat ang microenvironment, kung ito ay puno ng lahat ng tatlong mga mikrobyo ng dugo, o iba't ibang mga panggagaya ay nagbibigay sa pagbuo ng hematopoietic microenvironment para sa iba't ibang mikrobyo? Upang matugunan ang mga isyung ito ay binuo teknolohiya ng paglilinang stromal cell ninuno sa collagen gel na nagbibigay-daan sa iyo upang shoot mula sa ibabaw ng fibroblasts nasa hustong gulang na mga kolonya para sa kasunod na heterotopic transplantation. Indibidwal na panggagaya stromal fibroblasts, utak ng buto cell lumago mula sa CBA mice at gini pigs, gupitin kasama ang isang fragment ng gel amerikana at transplanted heterotopic - sa ilalim ng capsule bato ng syngeneic Mice o autologous kalamnan tiyan Guinea Pig. Kapag ang paglipat sa kalamnan, ang mga kolonya sa gel ay inilagay sa mga sakop ng payat.

Nakakita kami na sa pamamagitan ng 50-90 araw pagkatapos ng paglipat ng utak ng buto fibroblast kolonya sa 20% ng mga kaso ay na-obserbahan sa transplantation na lugar na pag-unlad ng buto o buto at hematopoietic tissue. Sa 5% ng mga hayop tatanggap binuo bulsa ng buto pagkakaroon ng isang lukab napuno ng utak ng buto. Inside buto cylinders tulad foci ay may isang bilugan ang hugis at isang capsule constructed ng buto tissue, na may osteocytes at maayos na binuo osteoblastic layer. Buto utak lukab ay naglalaman ng reticular tela na may myeloid at erythroid cell, ang mga sukat ng kung saan ay hindi naiiba mula sa na sa normal na utak ng buto. Ang bato pangunguwalta ay isang tipikal na medula katawan nabuo sa pamamagitan ng katutubong buto utak transplant, kung saan buto capsule ay sumasaklaw lamang ang medula lukab mula sa bato capsule. Haematopoietic tissue kasama myeloid, megakaryocytic at erythroid mga elemento. Stroma ng medula kanal ay sinuses well binuo at naglalaman ng tipikal na taba cell system. Kasabay nito sa lugar ng paglipat ng ilang kolonya ng buto na may walang mga palatandaan ng hematopoiesis ito ay makikita sa ilalim ng capsule sa bato. Pag-aaral ng proliferative at pagkita ng kaibhan potency ng mga indibidwal na panggagaya ay nagpatuloy sa monoclonal kuneho utak ng buto strains, ang cell ay resuspended sa kultura medium at sa isang hiwalay na ivalonovoy sponge tumitimbang ng 1-2 mg nakatago sa ilalim ng capsule bato ng kuneho utak ng buto donor. Ang ganitong mga selula ay sumailalim sa autotransplantation 21 monoclonal strain. Ang mga resulta ay kinuha sa account sa 2-3 na buwan. Ang mga may-akda natagpuan na ang 14% ng ang transplanted utak ng buto monoclonal strains nabuo katawan na binubuo ng buto at buto utak lukab napuno ng hematopoietic cell. Sa 33% ng mga kaso transplanted strains nabuo compact buto na may iba't ibang laki ng cavities ostootsitami bricked sa osteoblastic at maunlad na layer. Sa ilang mga kaso, spongha transplanted panggagaya binuo reticulum walang buto o hematopoietic cell. Minsan reticular stroma formation naganap na may isang mahusay na binuo network ng sinusoids, ngunit hindi populated hematopoietic cell. Sa gayon, ang mga resulta na nakuha ay katulad ng sa mga nakuha sa pamamagitan ng paglipat ng mga panggagaya sa collagen gel. Gayunpaman, kung ang panggagaya transplantation lumago sa substrate nagdulot ng pagbubuo ng utak tissue ay 5% ng buto - 15% at ang reticular tela - sa 80% ng mga kaso, ang paglipat monoclonal strains pagbubuo ng utak ng buto cell na-obserbahan sa 14% ng mga kaso ng buto - sa 53% at reticular - sa 53% ng mga kaso. Ayon sa mga may-akda, ito ay nagpapahiwatig na ang mga kondisyon para sa pagpapatupad ng proliferative at pagkita ng kaibhan potensyal ng stromal fibroblasts kapag transplanted papunta porous scaffolds mas sulit kaysa sa kanilang transplants sa buto at sumasaklaw sa collagen substrate. Ito ay hindi ibinukod na ang paggamit ng mas advanced na mga pamamaraan ng paglilinang at paglipat ng panggagaya feedback ay maaaring mapabuti ang mga kondisyon para sa pagpapatupad ng kanyang mga panggagaya ng kaibhan potensyal at baguhin ang mga relasyon. Ang isang paraan o sa iba pang, ngunit ang pangunahing halaga ng pananaliksik ay namamalagi sa ang katunayan na ang ilan sa mga panggagaya stromal mga cell na may kakayahang na bumubuo ng buto tissue habang tinitiyak stromal hematopoietic microenvironment kaagad para sa tatlong sprouts ng buto utak ng dugo: erythroid, myeloid at megakaryocytic, ang paglikha ng isang malaking sapat na footholds hematopoietic tissue at ilang mga buto masa.

Dagdag dito, ang mga may-akda-address ang isyu ng kapasidad para sa mga uri ng cellular pagkita ng kaibhan ng mga indibidwal na clonogenic stromal cell ninuno sa isang saradong sistema ng pagsasabog kamara. Higit pa rito, ito ay kinakailangan upang matukoy kung ang mga indibidwal na panggagaya ng pluripotent exhibit o display para sa differentiating mga potensyal na nangangailangan ng kooperatiba pakikipag-ugnayan sa ilang mga panggagaya na may isang nakapirming sign cytodifferentiation, iba't ibang mga ratio ng na tumutukoy sa katig pormasyon ng buto, cartilage o reticular. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawang mga methodological approach - monoclonal isolates utak ng buto stromal cell ninuno at itanim sa ibang lugar ang mga ito sa mga silid pagsasabog, Chailakhyan R. Et al (2001) nakuha mga resulta na pinapayagang lapitan ang pag-unawa sa istruktura ng organisasyon ng utak ng buto stroma. Transplantation monoclonal strains stromal cell ninuno sa type O cells nagresulta sa pagbuo ng parehong mga buto at kartilago tissue, mga patunay ng kakayahan ng mga supling ng isa kolonya na bumubuo ng stromal mga cell nang sabay-sabay bumubuo ng buto at kartilago. Ang palagay na ang bone at cartilaginous tissue ay nagmumula sa karaniwang selulang stromal progenitor ay paulit-ulit na ipinahayag nang paulit-ulit. Gayunpaman, ang teorya na ito ay walang tamang eksperimental na kumpirmasyon. Buto at cartilage pagbubuo nito sa pagsasabog silid ay kinakailangan upang patunayan ang pagkakaroon ng mga cell stem ay kinabibilangan ng utak ng buto stromal precursor cell pangkaraniwan sa mga dalawang uri ng tissue.

Pagkatapos, 29 clonal strains ng ikalawa at ikatlong talata na nakuha mula sa mga pangunahing kultura ng utak ng kuneho ay inilagay sa diffusion kamara at itinanim intraperitoneally sa mga homologous na hayop. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang 45% ng mga buto ng monoklonal na buto ng buto ay may mga potensyal na osteogenic. Gayunpaman, ang reticular tissue ay naglalaman ng 9 na kamara, ngunit kasama ang buto at cartilaginous tissue na ito ay naroroon sa 13 na higit pang mga kamara, na kumakain ng 76% ng lahat ng mga strain. Sa kamara ng uri O, kung saan ang pagkita ng kaibhan ay posible para sa parehong buto at cartilaginous tissue, 16 na mga strain ang pinag-aralan. Sa apat na kamara (25%), nabuo ang parehong buto at cartilaginous tissue. Ito ay dapat na muli ay mapapansin na ang mga pag-aaral Chailakhyan R. Et al (2001) mga indibidwal na mga cell ninuno ay sumailalim sa cell strain na binubuo ng 31-34 doublings, at ang kanilang mga supling ay 0.9-2.0 × 10 ⁹ cells. Ang bilang ng mga mitos na kung saan ang mga pasulong na selula ng mga polyclonal strain ay nakalantad ay halos kapareho ng sa mga selula ng mga monoclonal strain. Kasabay nito, ang rate ng pag-unlad ng mga polyclonal strains, lalo na sa unang yugto ng kanilang pagbuo, ay nakasalalay sa isang malaking lawak sa bilang ng mga kolonya na ginagamit para sa pagsisimula ng mga strain. Ang mga sinag ng hibla ng human embryonic fibroblasts (WI-38) kapag muling nabuo sa 12-15 na antas ng pagkopya ay nabuo rin ang mga kolonya na naiiba sa lapad at sa nilalaman ng mga selula sa kanila. Ang mga malalaking kolonya na naglalaman ng higit sa 103 mga cell ay 5-10% lamang. Sa pagtaas ng bilang ng mga dibisyon, ang porsyento ng mga malalaking kolonya ay nabawasan. Ang mono-at polyclonal utak ng buto stromal fibroblast strains pinanatili isang diploid chromosome-set matapos ang 20 o higit pang mga doublings, at ugali ng pag-unlad ay maihahambing sa mga dynamics ng diploid strains embryonic fibroblasts. Pagtatasa ng pagkita ng kaibhan potensyal ng mga tiyak na utak ng buto stromal cell ninuno, isinagawa ng transplantation monoclonal strains sa pagsasabog silid, ay nagpakita na ang kalahati ng mga ito osteogenic. Ang mga malalaking kolonya ay nagtala para sa 10% ng kanilang kabuuang bilang. Dahil dito, ang bilang ng mga osteogenic colony-forming cells ay tumutugma sa humigit-kumulang sa 5% ng kanilang kabuuang populasyon. Sa kabuuang mass ng mga selulang osteogenic progenitor na kinilala ng mga may-akda, may mga selula na may kakayahang bumubuo ng buto at cartilaginous tissue nang sabay-sabay. Para sa unang pagkakataon na natagpuan na ang para sa dalawang mga uri ng tisyu sa adult organismo ay ang pangkaraniwang precursor cell: 25% ng mga nasubukan panggagaya ay nilikha sa pamamagitan ng katulad na mga cell, at ang kanilang mga numero sa ang pangkalahatang populasyon ng mga cell ninuno ay hindi mas mababa sa 2.5%.

Kaya, ang heterotopic transplantation ng mga indibidwal na panggagaya ng buto ng utak fibroblasts ay nagbukas ng mga bagong aspeto ng estruktural organisasyon ng populasyon ng mesenchymal progenitor cells. Natagpuan stromal cell ninuno capable ng paglilipat ng mga tiyak na microenvironment kaagad para sa lahat ng hemopoietic stem na kung saan bilang sa gitna ng investigated panggagaya mas malaki sa iba't-ibang mga modelo ay mula 5 hanggang 15% (0.5-1.5% ng kabuuang bilang ng mga cell ninuno nakita). Kasama ang panggagaya, ang paglilipat ng kumpletong buto utak microenvironment, may mga cell ninuno, deterministic lamang sa pagbuo ng buto, na kung saan form kapag inilipat sa isang bukas na sistema, ang buto na hindi sumusuporta sa pag-unlad ng hematopoiesis. Ang kanilang bilang mula sa kabuuang bilang ng mga selula ng ninuno ay 1.5-3%. Ang ilan sa mga selulang ito ay maaaring bumuo ng buto ng tisyu na may isang limitadong panahon ng pagpapanatili ng sarili. Dahil dito, ang populasyon ng mga selulang stromal progenitor ay magkakaiba sa potensyal ng pagkita ng kaibhan. Kasama ng mga ito doon ay isang cell na kategorya, na nagke-claim ang papel na ginagampanan ng mga cell stromal stem kaya ng differentiating sa lahat ng tatlong mga dimensyon likas na taglay ng utak ng buto stromal tissue, na bumubuo ng buto, kartilago at reticular tissue. Payagan ang mga data sa amin upang umaasa na sa tulong ng iba't-ibang mga markers cell ay magiging posible upang matukoy ang mga kontribusyon ng bawat uri ng mga cell stromal sa microenvironment ng mga tukoy na organisasyon at suportahan hematopoiesis in Dexter kultura.

Mga katangian ng mesenchymal stem cells

Sa mga nakaraang taon, ito ay natagpuan na sa nakatigil kultura ng buto utak mesenchymal multipotent ninuno cell iniharap sa isang limitadong populasyon ng mga maliliit na agranular cells (RS-1) na mga cell, nailalarawan sa pamamagitan ng mababang kakayahan ng kolonisasyon at kawalan ng Ki-67 antigen expression tiyak na para sa proliferating cell. Antigenic parameter dormantnyh RS-1 cell ay naiiba mula sa spectrum ng mga nakatuon antigens mabilis proliferating cell stromal ninuno. Ito ay natagpuan na ang isang mataas na rate ng paglaganap ng nakatuon ninuno cell na-obserbahan lamang sa presensya ng RS-1 cell. Kaugnay nito, RS-1 cell pinatataas ang rate ng paglago sa ilalim ng impluwensiya ng mga kadahilanan secreted sa pamamagitan ng ang pinaka-mature nagmula multipotent mesenchymal cell ninuno. Tila ang RS-1-cell ay isang subclass ng mga di-komprador na MSC na may kakayahang mag-recycle. Sa vitro lumalaban sa 5-fluorouracil stromal cell ninuno ng utak ng buto nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang RNA nilalaman at mataas na antas ng pagpapahayag ng ornithine decarboxylase gene - marker non-proliferating cell.

Intensive breeding stromal cell ninuno ay nagsisimula pagkatapos ng kanilang pagkapirmi sa substrate. Kapag ito ay ipinahayag profile marker ng hindi maganda differentiated cell: SH2 (TGF- receptor (3), SH3 (domain signaling protina), uri collagen ko at III, fibronectin, pagdirikit receptor VCAM-1 (CD106) at ICAM (CD54), cadherin-11 , CD44, CD71 (transferrin receptor), CD90, CD120a at CD124, ngunit walang pagpapahayag ng katangi-marker ng hematopoietic cell stem (CD34, CD14, CD45). Clonal paglago Pinapagana paulit-ulit na passaged mesenchymal stem cell upang makabuo ng isang kultura ng maraming mga genes stromal progenitor pluripotent mga cell. 2-3 ng pagpasa ng kanilang mga numero ng naabot 50-300.000.000. Sa kultura ng sapat na density matapos ihinto ang paglaganap ng mga cell stromal ninuno, hindi tulad ng hematopoietic tissue fibroblasts iibahin sa adipocytes, myocytes, cartilage cells, at buto tissue. Ang kombinasyon ng tatlo ng kaibhan regulasyon signal na binubuo ng 1-methyl-izobutilksantin (inducer ng intracellular kampo formation), dexamethasone (isang inhibitor ng phospholipase isang at C) at indomethacin (a cyclooxygenase inhibitor, thromboxane pagbaba ng aktibidad at) ay lumiliko sa adipocytes hanggang sa 95% ng mga selulang mesenchymal ninuno. Adipocyte pagbuo mula sa wala pa sa gulang stromal cell nakumpirma pagpapahayag ng lipoprotein lipase gene, histochemical pagkakakilanlan ng apolipoproteins at peroxysomal receptors. Mga cell ng parehong clone naiimpluwensyahan ng TGF-b sa suwero libreng medium ay lumilikha ng isang homogenous na populasyon ng Chondrocyte. Ang multi-layer cell kultura ng cartilage ekstraselyular matrix ay nailalarawan binuo na binubuo ng proteoglycan at collagen uri II. Ang nakapagpapalusog daluyan na may 10% pangsanggol suwero epekto ng kaibhan signal complex na binubuo ng b-glycerophosphate (donator tulagay pospeyt), ascorbic acid at dexamethasone, sa parehong kultura stromal progenitor cell ninuno ay humahantong sa ang pagbuo ng cell Pinagsasama-sama. Sa naturang mga cell, mayroong isang progresibong pagtaas sa aktibidad ng alkalina phosphatase at osteopontin mga antas, na nagpapahiwatig ng pagbuo ng buto mineralization na mga cell nakumpirma ng isang progresibong pagtaas sa intracellular kaltsyum.

Ayon sa ilan, ang kakayahan ng mesenchymal cell stem hatiin nang walang hangganan at pagpaparami ng iba't ibang uri ng mesenchymal cell lineage na sinamahan ng isang mataas na antas ng plasticity. Kapag pinangangasiwaan sa ventricles, o puti matter mesenchymal stem cell migrate sa parenkayma ng nervous tissue at iba-iba sa neuronal o glial nagmula cell linya. Bilang karagdagan, mayroong impormasyon tungkol sa MSC transdifferentiation sa hematopoietic cell stem parehong sa vitro at sa Vivo. Ang isang mas malalim na pagtatasa sa ilang mga pag-aaral natutukoy sa iba mataas na kalagkitan ng MSCS, na kung saan ay manifested sa kanilang kakayahan upang makilala ang pagkakaiba sa astrocytes, oligodendrocytes, neurons, cardiomyocytes, makinis na mga cell ng kalamnan at ng kalansay kalamnan cell. Sa isang bilang ng mga pag-aaral transdifferentsirovochnogo potensyal ng MSCS in vitro at sa Vivo natagpuan na multipotent mesenchymal precursor cell ng buto utak pinagmulan terminally pagkakaiba sa mga linya ng cell na bumubuo buto, kartilago, kalamnan, palakasin ang loob at mataba tissue, pati na rin tendons at ang stroma na sumusuporta sa hematopoiesis .

Gayunpaman, sa iba pang mga pag-aaral, walang mga palatandaan ng pagbabawal pluripotency genome ng mesenchymal cell stem at maaaring hindi napansin populasyon stromal progenitor cell, ngunit upang suriin posibleng pluripotent stromal mga cell ay Siniyasat ng higit sa 200 MSC panggagaya ihiwalay mula sa isang pangunahing kultura. Ginagamit ng karamihan ng sa vitro panggagaya mananatili ang kakayahan upang makilala ang pagkakaiba sa osteogenic, chondrogenic at adipogenic direksyon. Kapag hindi kasama ang posibilidad ng paglilipat ng mga cell tatanggap sa pamamagitan ng paglipat ng mesenchymal cell stem sa ilalim ng capsule sa bato o sa pagsasabog chamber ito ay lumitaw na stromal cell ninuno sa lugar ng kinaroroonan panatilihin magkakaiba phenotype, na kung saan ay nagpapahiwatig ng alinman sa kawalan ng isang zone transplant restriksiyong mga paktor o ang kawalan ng pluripotent MSCS nag-iisa. Kasabay nito pinahihintulutan ang pagkakaroon ng isang bihirang uri ng somatic pluripotent cell stem, na kung saan ay karaniwan precursors ng mga adult stem cells.

Sa multi-, ngunit hindi tunay na pluripotent mesenchymal stem cell ay bumubuo ng napakaliit na bahagi ng mga cell sa utak ng buto at may kakayahang, sa ilang mga pangyayari, kapag pinag-aralan sa vitro upang ilaganap walang nanggagaling sa pagkita ng kaibhan, bilang ebedensya sa pamamagitan ng kanilang sapilitan lineage pangako ng mga cell sa buto, kartilago, taba, kalamnan tissue , pati na rin sa mga tenocytes at stromal elements na sumusuporta sa hematopoiesis. Karaniwan, ang tuloy-tuloy na exposure sa kultura medium sa pangsanggol guya suwero provokes output MSCS sa stromal ng nakatuon progenitor cell, ang supling ng kung saan sumasailalim kusang pangwakas na pagkita ng kaibhan. Sa vitro posible upang makamit ang itinuro osteoblast formation sa pamamagitan ng pagdaragdag sa medium conditioning dexamethasone, ss-glycerophosphate at ascorbic acid, habang ang kumbinasyon ng pagkita ng kaibhan signal dexamethasone at insulin induces ang pagbuo ng adipocytes.

Itinatag na bago pumasok sa yugto ng terminal pagkita ng kaibhan ng utak ng buto MSCS upang lumikha ng ilang mga kundisyon kultura una iibahin sa fibroblast-tulad ng mga cell mesenchymal stem. Derivatives ng mga cell sa Vivo ay kasangkot sa pagbuo ng buto, kartilago, litid, taba at kalamnan tissue pati na rin ang stromal suporta hematopoiesis. Maraming mga may-akda na maunawaan ang mga terminong "multipotent mesenchymal cell ninuno" bilang tunay na MSCS, at ang nakatuon stromal cell ninuno at buto utak mesenchymal tisiyu. Clonal pagtatasa ng mesenchymal multipotent progenitor cell ng buto utak pinagmulan ay nagpakita na bahagyang higit pa kaysa sa isang third ng panggagaya differentiated sa osteo-, hondro- at adipocytes, samantalang ang iba pang mga panggagaya cells ay osteogenic potensyal at isang form lamang hondro- at osteocytes. Ito clone ng multipotent mesenchymal precursor cell bilang IUD-9, sa ilalim ng mga naaangkop na mga kondisyon microenvironment differentiated sa mga cell na may isang phenotype at functional na mga katangian hindi lamang ng osteoblasts, chondrocytes at adic potsitov ngunit stromal mga cell na sumusuporta sa hematopoiesis. Ihiwalay mula pangsanggol daga utak ng buto cell clone RCJ3.1 differentiated mesenchymal mga cell ng iba't ibang mga phenotypes. Sa pamamagitan ng pinagsamang aksyon ng ascorbic acid, b-glycerophosphate, at dexamethasone mula sa cellular elemento ng clone na ito ay unang binuo multinucleated myocytes at pagkatapos, sunud-sunod, adipocytes, chondrocytes at islets mineralized buto. Ang populasyon ng butil-butil na mga cell mula sa periyostiyum ng daga fetus ay tumutugon sa uncommitted multipotent mesenchymal cell ninuno, pati na nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang rate ng paglaganap, ay hindi ipahayag ang mga marker ng pagkita ng kaibhan, at differentiated sa mga kondisyon kultura upang bumuo ng hondro-, osteo- at adipocytes at makinis na kalamnan cell.

Kaya, dapat itong makikilala na ang mga tanong ng plyuri- o multipotency genome ng mesenchymal cell stem ay bukas pa rin, na dahil dito ay nakakaapekto sa pagtatanghal ng mga potensyal na pagkita ng kaibhan ng stromal cell ninuno, na kung saan ay din hindi ganap na naka-install.

Pagtuklas napatunayan at mahalagang katangian ng mesenchymal cell stem ay ang kanilang kakayahan upang iwanan ang tissue niche at magpalipat-lipat sa pangkalahatang sirkulasyon. Upang i-activate ang genetic programa ng pagkita ng kaibhan ng mga nagpapalipat-lipat ng mga cell stem ay may upang makakuha ng naaangkop na microenvironment. Ito ay ipinapakita na kapag pinangangasiwaan systemically sa dugo MSCS tatanggap hayop walang maturidad cell implanted sa iba't ibang bahagi ng katawan at tisyu, at pagkatapos ay differentiated sa selyo ng dugo, myocytes, adipocytes, chondrocytes, at fibroblasts. Bilang resulta, sa mga lokal na sektor tissue nangyayari Signal pagkontrol na pakikipag-ugnayan ng mga nakatuon at hindi nakatalagang stromal cell ninuno, pati na rin sa pagitan ng mga ito at ang mga nakapaligid na mature na mga cell. Ito ay ipinapalagay na ang pagkita ng kaibhan induction ay isinasagawa paracrine regulasyon kadahilanan ng mesenchymal pinagmulan at nemezenhimalnogo (paglago kadahilanan, eicosanoids, ekstraselyular matrix molecule) na kung saan ay nagbibigay ng ang malapad at sentido relasyon sa microenvironment ng multipotential mesenchymal progenitors. Samakatuwid, ang mga lokal pagkasira ng mesenchymal tissue ay dapat humantong sa ang pagbuo ng isang microenvironment zones multipotent mesenchymal precursor cell-iba kalitatibong mula sa kumplikadong mga regulasyon signal buo tisiyu na kung saan physiological proseso ng nangyari sa halip ng reparative pagbabagong-buhay. Pagkakaiba na ito ay mahalaga sa mga tuntunin ng kadalubhasaan sa cell phenotype sa normal at sapilitan pinsala sa microenvironment.

Ayon sa mga ideya, narito na ang mga mekanismo ng pangunahing pagkakaiba ng dalawang kilalang proseso - physiological regeneration at nagpapaalab na paglaganap - ay inilatag. Ang una sa mga ito ay nagtatapos sa pagpapanumbalik ng espesyal na komposisyon ng cellular tissue at ang function nito, samantalang ang resulta ng proseso ng paglaganap ay ang pagbuo ng mga mature na elemento ng nag-uugnay na tissue at pagkawala ng pag-andar ng nasira tissue zone. Kaya, para sa pagpapaunlad ng sulit na mga programa para sa paggamit ng multipotent mesenchymal progenitor cells sa regenerative-plastic medicine, isang maingat na pag-aaral ng mga katangian ng impluwensiya ng mga microenvironment factor sa pagkakaiba-iba ng MSCs ay kinakailangan.

Pag-iibayo ng istraktura ng kompartimento ng mga stem cell sa cellular para- at autocrine regulator, ang expression na kung saan ay modulated sa pamamagitan ng mga panlabas na signal, walang alinlangan. Kabilang sa mga tungkulin ng mga kadahilanan ng regulasyon, ang pinakamahalaga ay ang kontrol ng walang simetrya na dibisyon ng mga MSC at ang pagpapahayag ng mga genes na tumutukoy sa mga yugto ng komisyon at ang bilang ng mga divisions ng cell. Ang mga panlabas na signal, na kung saan ang karagdagang pag-unlad ng MSC ay nakasalalay, ay ibinibigay ng kanilang microenvironment. Sa wala pa sa gulang MSCS sa ilaganap sapat na mahabang panahon, habang pinapanatili ang kakayahan upang makilala ang pagkakaiba sa adipocytes line, myofibroblasts, hematogenous stromal tissue, cartilage cell, at buto. Ito ay natagpuan na ang isang limitadong populasyon na nagpapalipat-lipat SB34-negatibong elemento stromal cell mula sa pangkalahatang sirkulasyon ay ibinalik sa utak ng buto stroma tissue, ay transformed sa isang linya kung saan CD34-positibong hematopoietic stem cells. Ang mga obserbasyon magmungkahi na ang recirculation progenitor mesenchymal mga cell sa dugo ng tissue ay nagbibigay ng suporta para sa mga balanse ng stromal mga cell stem sa iba't ibang bahagi ng katawan sa pamamagitan ng mobilizing mga karaniwang pool ng wala pa sa gulang na utak ng buto stromal cell. Pagkita ng kaibhan ng MSCS sa mga cell na may maramihang mga phenotypes mesenchymal at ang kanilang pakikilahok sa pagkumpuni o pagbabagong-buhay ng buto, kartilago, litid at mataba tissue sa Vivo ipinapakita ng adoptive mga modelo transfer sa pang-eksperimentong mga hayop. Ayon sa ibang akda, malayong migration ng MSCS vascular kama ay pinagsama kasama ang isang lokal na pag-aalis o korotkodistantnym multipotent mesenchymal precursor cell sa loob ng tissue sa repair cartilage, kalamnan pagbabagong-buhay, at iba pang mga pagbabawas reaksyon.

Lokal na taglay ng stem stromal tissue pundasyon i-play ng isang papel na pinagmulan ng mga cell sa isang physiological tissue pagbabagong-buhay proseso at ay replenished sa pamamagitan malayong transport MSCS bilang paggastos stromal mga mapagkukunan tissue stem. Gayunpaman, nangangailangan ng emergency pagpapakilos ng cellular reparative kapasidad, tulad ng maramihang trauma, sa reparative proseso ng pagbabagong-buhay nakikilahok MSCS buong tren, at ang paligid sa pamamagitan ng dugo hinikayat mesenchymal precursor cell ng utak ng buto.

Paglipat ng mesenchymal stem cells

Mayroong ilang mga parallel sa pagitan ng mga proseso ng physiological regeneration ng mga tisyu at ang kanilang pagbuo sa panahon ng panahon ng intrauterine development. Ang embryogenesis ng tao at mammals, ang pagbuo ng iba't-ibang uri ng mga specialized cells nakuha mula ecto, meso at endodermal mikrobyo layers pool, ngunit sa sapilitan paglahok ng mesenchyme. Ang maluwag na cellular network ng embryonic mesenchymal tissue ay gumagawa ng maraming regulasyon, metabolic, skeletal at morphogenetic function. Bookmark provisory katawan ay isinasagawa lamang matapos ang condensing mesenchyme sa kapinsalaan ng paglago clonogenic ninuno cell na bumubuo ng pangunahing morphogenetic signal organogenesis. Stromal nagmula embryonic mesenchyme lumikha ng plantsa provisory katawan at bumubuo ng batayan ng mga hinaharap na energoplasticheskogo matiyak dahil sa ang paglago ng mga pangunahing vascular at lymphatic vessels. Sa ibang salita, ang mga stromal elemento ng microcirculatory unit ng mga organs ng pangsanggulo ay lumilitaw bago ang pagbuo ng kanilang mga yunit ng estruktura-functional. Bilang karagdagan, aktibong migration ng mga cell mesenchymal sa panahon organogenesis nagbibigay spatial orientation pagbuo ng bahagi ng katawan dahil sa pagmamarka ng kanilang mga hangganan sa pamamagitan ng lakas ng tunog Restriction homeotic Hox-tepov. Sa stromal skeleton nangyayari at kapulungan ng mga istruktura at functional yunit ng parenchymal organo, na madalas ay nagsasama ng morphogenetically at functionally ibang mga cell. Bilang resulta, sa embryogenesis mesenchyme mga pangunahing function at ipinatupad sa pamamagitan ng pagbuo ng regulasyon signal ng pag-activate regional progenitor paglaganap at pagkita ng kaibhan ng epithelial cells. Ang mga embryonic mesenchyme cells makabuo ng mga kadahilanan na paglago tulad ng FEET, HGF-b, CSF, kung saan may mga kaukulang receptors sa mga cell parenchymal ninuno. Ang mature differentiated tissues ng adult organismo stromal cell network rin ay bumubuo ng mga signal upang mapanatili ang posibilidad na mabuhay at paglaganap ng mga cell ninuno nemezenhimalnogo pinagmulan. Gayunman, ang spectrum stromal regulasyon signal sa post-natal ontogenesis isa (SCF, HGF, IL-6, IL-1, IL-8, IL-11, IL-12, IL-14, IL-15, GM-CSF, flt-3, LIF, atbp.) At naglalayong magbigay ng physiological regeneration o pagkumpuni ng nasira tissue zone. Dagdag pa rito, ang mga katangiang pangkaraniwang mga stromal regulatory factor sa bawat uri ng tisyu at kahit sa loob ng parehong organ ay iba. Sa partikular, hematopoiesis at lymphopoiesis sa pagpaparami at pagkita ng kaibhan ng hematopoietic at immunocompetent cell ay nangyayari lamang sa ilang mga bahagi ng katawan, sa loob na nagsisilbing stromal microenvironment pagbibigay ng mga kondisyon para sa pagkahinog ng hematopoietic at lymphoid cell. Ito ay nasa sa regulasyon kadahilanan microenvironment ay depende sa kakayahan ng hematopoietic at lymphoid mga cell upang repopulate ang katawan upang ilaganap at mature sa kanyang microstructural niches.

Kabilang sa mga bahagi ng ekstraselyular matrix, na kung saan makabuo multipotent mesenchymal precursor cell, dapat itong nabanggit fibronectin, laminin, collagen at proteoglycans, pati na rin CD44 (Hyaluronan at osteopontin receptor) sa pagtanggap ng mga pangunahing bahagi sa samahan ng mga selula na pakikipag-ugnayan at ang pagbuo ng ekstraselyular matrix sa utak ng buto at buto . Ito ay pinatunayan na utak ng buto mesenchymal, multipotent cells lumikha ng redshestvenniki stromal microenvironment, na nagbibigay ng pasaklaw at pangkontrol na signal hindi lamang ang MSC, ngunit din hematopoietic precursors at nemezenhimalnye buto utak stem cells. Ito ay kilala na MSCS kasangkot sa hematopoiesis sinusukat sa pamamagitan ng kanilang kakayahan upang makilala ang pagkakaiba sa stromal mga cell na sumusuporta sa hematopoiesis, kung saan ang mga aktibong paggabay MSK signal na nakuha nang direkta mula sa hematopoietic cell stem. Iyon ay kung bakit ang kultura ng network stromal cell ninuno ay ang batayan para sa pagpapakain ng lahat ng mga panggagaya ng hematopoietic cell.

Sa isang mature organismo intensity ng hemodialysis at lymphopoiesis sa isang estado ng mga dynamic na punto ng balanse sa "paggasta" ng mature na mga cell ng dugo at immune system cells sa paligid. Dahil sa utak ng buto stromal cell at lymphoid organo madalang na ina-update, makabuluhang istruktura restructuring stromal ay hindi mangyayari sa kanila. Dalhin ang sistema ng mga dynamic na punto ng balanse ay posible sa tulong ng mga mechanical pinsala sa anumang bahagi ng katawan Hemo o lymphopoiesis, na hahantong sa ang parehong uri ng sequential mga pagbabago na nakakaapekto hindi lamang at hindi kaya magkano ng hematopoietic o lymphoid mga cell, tulad ng stromal mga istraktura nasira bahagi ng katawan. Sa proseso ng reparative pagbabagong-buhay lalo na binuo stromal framework, na pagkatapos ay repopulating hematopoietic o immune cells. Ito pang-kilala katunayan ay gumagawa posttraumatic regeneration maginhawang modelo para sa pag-aaral ng stromal microenvironment ng dugo na bumubuo ng bahagi ng katawan. Sa partikular, para sa pagsisiyasat ng reparative pagbabagong-buhay ng utak ng buto ay ginagamit mechanical tinatanggalan ng laman ng medula lukab ng mahabang buto - curettage, na nagpapahintulot sa mabilis at epektibong dalhin ang hematopoietic tissue mula sa isang estado ng dynamic na punto ng balanse. Kapag pag-aaral ng proseso ng reparative pagbabagong-buhay ng hematopoietic at stromal utak ng buto components matapos mechanical pagbabakante ng medullar lukab ng lulod Guinea Pig natagpuan na sa pagitan ng mga tagapagpahiwatig pagbabagong-buhay ng hematopoietic at stromal cell (ang bilang ng hematopoietic cell, ang konsentrasyon at dami ng mga cell stromal progenitor) walang direktang ugnayan. Bilang karagdagan, ito ay natagpuan na ang pagtaas sa populasyon ng stromal cell ninuno ay nangyayari sa isang mas maagang petsa pagkatapos curettage, at ang kanilang mga sarili stromal fibroblasts ay fosfatazopolozhitelnymi, na katangian ng osteogenic tissue. Din ito ay itinatag na ang curettage 3-5 mahabang buto humahantong sa paglago ng cell populasyon sa utak ng buto at di-operated buto kahit sa pali, na kung saan sa Guinea Pig ay para lamang lymphopoietic katawan.

Morphological larawan reparative proseso sa utak ng buto kyuretirovannyh tibial Guinea Pig sa pangkalahatan ay tumutukoy sa panitikan data na nakuha sa mga eksperimento sa mga hayop ng iba pang mga species, ang dinamika ng mga pagbabago na nagaganap pagkatapos ng pag-alis ng hematopoietic tissue ay ang parehong para sa lahat ng uri ng hayop at ang pagkakaiba lamang silbi ang mga parameter ng oras . Morphologically phase pamamaraan para sa pagpapanumbalik ng hematopoiesis sa medula lukab ay emptied sa sunud-sunod na proseso aayos ng dugo namuong formation magaspang hibla buto, sa kanyang resorption, ng sinusoids at reticular pagbuo stroma, na kung saan karagdagang repopulating hematopoietic elemento. Ang bilang ng hematopoietic cell ninuno sa utak ng buto tissue pagbabagong-buhay proseso pagtaas sa parallel na pagtaas sa ang nilalaman ng hematopoietic cell stem.

Gerasimov Yu et al (2001) kung ikukumpara sa mga pagbabago sa bilang ng hematopoietic cell at ang halaga ng stromal cell precursors sa mga indibidwal na antas ng proseso ng pagbabagong-buhay. Ito ay natagpuan na nabibilang na mga pagbabago sa mga cell sa utak ng buto sa buto kyuretirovannoy tumutugma dynamics ng morphological pagbabagong-buhay katangian. Pagbawas sa panahon ng unang tatlong araw ng cell nilalaman sa muling makabuo ng mga may-akda magpatungkol sa pagkawala ng hematopoietic cell dahil sa ang mga salungat na mga epekto ng microenvironment, na lumilikha reticular tissue ay lumalaki sa natitirang utak ng buto sa epiphysis at sa huli upang bumuo ng foci katulad ng buto at vascular pinsala na may curettage. 7-12 th araw pagtataas yaderosoderzhaschih cells ay kasabay ng ang hitsura ng mga indibidwal na foci sa myeloid hematopoietic stromal cell paglaganap zone. Sa ika-20 araw mayroong mga makabuluhang bahagi ng regenerated utak ng buto at mahusay na binuo sinuses, na kung saan ay sinamahan ng isang makabuluhang pagtaas sa kabuuang bilang ng cell. Gayunpaman, ang bilang ng mga hematopoietic elemento sa panahong ito ay 68% ng antas ng kontrol. Ito ay pare-pareho sa dati publish ng data na nagpapakita na ang bilang ng mga dugo-bumubuo ng mga cell pagkatapos curettage umabot pamantayan lamang 35-40 araw matapos ang operasyon.

Sa maagang post-traumatic period, ang pangunahing cellular source para sa pagpapanumbalik ng hemopoiesis ay ang mga cellular elemento na napreserba sa curettage. Sa mga termino sa ibang pagkakataon, ang pangunahing pinagkukunan ng pagbabagong-buhay ng buto utak hematopoietic tissue ay stem cells, na nagpapalaya sa mga libreng stromal zone. Tulad ng para sa ilang mga kategorya ng mga stromal cell (endothelial, reticular at osteogenic), ang mga pinagkukunan na nagbibigay ng kanilang pagbuo sa panahon ng pagbabagong-tatag ng medullary cavity ay hindi pa maipaliwanag. Ang mga resulta ng Yu.V. Sinabi ni Gerasimov at co-authors (2001) na sa utak ng buto na napanatili pagkatapos ng curettage ang konsentrasyon ng mga cell na bumubuo ng fibroblast colonies ay mas mataas kaysa sa normal na utak ng buto. Ang mga may-akda ay naniniwala na may curettage ay mas matinding mapamili elution ng hematopoietic cell kumpara sa stromal kolonya bumubuo ng mga cell na kasangkot sa pagbubuo ng stroma at mas matatag konektado sa kanyang pangunahing sangkap sa hematopoietic cell.

Ang dinamika ng mga pagbabago sa bilang ng mga cell na bumubuo ng mga kolonya fibroblasts ay magkakaugnay sa ang intensity ng osteogenesis proseso kasunod na trabecular buto resorption at pagbuo reticular stroma na populate hematopoietic cell. Karamihan sa mga stromal progenitor cells ay bumubuo ng isang magaspang na fibrous bone tissue at isang reticular stroma sa ipinahiwatig na mga beses sa pagbabagong-buhay. Para sa mga bali ng femoral buto sa mga kondisyon ng matagal osteosynthesis sa ika-5 araw sa pagbabagong lahi zone pinatataas ang konsentrasyon ng cell at ang bilang ng mga kolonya bumubuo ng fibroblasts, at buto formation sa intensive ang kanilang mga numero ay nadagdagan ng 6 ulit. Ito ay kilala na ang mga buto sa utak ng buto na bumubuo ng fibroblast colonies ay nagtataglay ng mga katangian ng osteogenic. Ang bilang ng mga selulang stromal progenitor ay nagdaragdag bago ang kolonisasyon ng lugar ng cortexed bone marrow ng hematopoietic cells. Ito ay may mabuting kasunduan sa katibayan na ang mga stromal cell ay nagbibigay ng pagbuo ng isang hematopoietic microenvironment. Malinaw naman, ang paglikha ng hematopoietic microenvironment ay tumutugma sa isang tiyak na antas ng pagbabagong-buhay ng stromal tissue, at pinatataas ang bilang ng hematopoietic cell sa pagpapalawak stromal bridgehead angkop para sa hematopoiesis.

Ng pinakadakilang interes ay ang mga may-akda ng data na kaagad pagkatapos curettage ay nagdaragdag ng bilang ng mga stromal cell precursors sa mga remote na mga bahagi ng balangkas. Simula sa ika-anim na oras, at sa pamamagitan nang ikadalawang pung araw inclusive ng contralateral tibia ay siniyasat sa higit sa dalawang-tiklop na pagtaas sa ang konsentrasyon at ang bilang ng mga cell na bumubuo ng mga kolonya ng fibroblasts. Ang mekanismo ng mga ito kababalaghan ay malamang na konektado sa ang katunayan na ang isang napakalaking buto utak pinsala sa katawan na nagreresulta sa ang pagbuo ng isang malaking bilang ng mga clots dugo habang sabay-sabay pagsira isang makabuluhang bilang ng platelets at ang release sa dugo platelet-nagmula paglago kadahilanan (RBSK), na kung saan ay kilala upang maging sanhi ng paglaganap ng mga cell na bumubuo ng mga kolonya fibroblasts na matatagpuan sa katawan sa labas ng proliferative pool. Sa mga eksperimento sa mga rabbits lokal na administrasyon MSCS nagtataguyod pagpapanumbalik ng surgically nasirang cartilage ng tuhod, na maaaring nauugnay sa pagbuo ng chondrocytes nagmula sa MSCS ipinakilala. Gayunman reparative pagbabagong-buhay ng buto depekto sa laboratoryo daga ay makabuluhang pinahusay na kapag gumagamit ng mesenchymal stem cell na nakapaloob sa isang ceramic frame. Samakatuwid, maaari naming ipagpalagay na kung hindi mo RBOK, pagkatapos ay anumang iba pang mga kadahilanan, na nakuha mula sa mga nasira cell stromal, ay may isang malayong stimulating epekto sa paglaganap ng mesenchymal cell ninuno sa buo lugar ng utak ng buto at stimulates ang kanilang migration sa lugar ng mga depekto sa utak ng buto tissue. Kaugnay nito, ito salungat sa panitikan data ng nakaraang taon, na nagpapahiwatig na stromal mga cell ay responsable para sa microenvironment, hindi tulad ng hematopoietic cell ay hindi magagawang upang i-migrate at nagmula sa mga lokal na mapagkukunan.

Gayunpaman, ang mga resulta ng ang pag-aaral Gerasimov Yu et al (2001) iminumungkahi na ang application ng mechanical trauma nagiging sanhi hindi lamang ng isang matalim na restructuring ng stromal tissue sa kyuretirovannoy buto, ngunit din makabuluhang pagbabago sa stroma remote buto buo, iyon ay, mayroong isang systemic tugon stromal tissue para sa lokal na trauma. At kapag inilapat polytrauma - maramihang curettage - reaksyon na ito ay amplified at sinusunod hindi lamang sa pinatatakbo buto at malayong mga bahagi ng balangkas, ngunit din sa lymphoid organo, lalo na sa pali. Ang mekanismo ng ganoong sistema tugon ng stromal tissue ng utak ng buto at pali at ang mga lokal na trauma polytrauma ay nananatiling hindi kilala. Ito ay ipinapalagay na ang prosesong ito ay nauugnay sa pagkilos ng humoral mga kadahilanan inilabas mesenchymal stroma medula buto utak lukab. Posibilidad ng paggawa ng buto utak stromal cell at pali organonespetsificheskogo humoral mga kadahilanan na responsable para sa cell paglaganap, kolonya bumubuo ng fibroblasts ay nagpapahiwatig ng data tungkol sa kanilang mga kolonya stimulating aktibidad sa monolayer kultura ng utak ng buto.

Kaugnay nito, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna na kapag pinangangasiwaan systemically multipotent mesenchymal precursor cell repopulating ang kanilang mga derivatives hindi lamang ang mga buto utak, kundi pati na rin iba pang mga tisiyu, na ginagamit, sa partikular para sa gene therapy. Ito ay ipinapakita na pagkatapos intravenous administrasyon ng malaking dami ng MSCS sa genome ng mabangis na uri ng daga na may mga cell mutant collagen gene ko donor palitan ng hanggang sa 30% ng mga cell sa buto at kartilago tissue ng tatanggap, at ang transfected mesenchymal stem mouse mga cell secreting IL-3 ng tao, para sa 9 na buwan epektibong pagsuporta hematopoiesis sa kaso ng kanilang mga sabay-sabay na administrasyon na may pantao hematopoietic cell stem sa immunodeficient Mice.

[3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10]

Genetic na pagbabago ng mesenchymal stem cells

Karagdagang mga pang-eksperimentong tagumpay ng genetic pagbabago ay dapat na nabanggit MSCS transfection Factor IX gene sa tao MSCS sinusundan ng paglipat ng mga cell transfectants immunodeficient mga daga, na hahantong sa ang hitsura ng dugo Antihemophilic Factor B sa paglipas ng 8 linggo pagkatapos ng paglipat. Sa eksperimentong ito, ang posttranslational na pagbabago ng factor IX na may γ-glutamyl carboxylase ay isinagawa sa mga transfected cells. Transduction ng MSCS may retroviral vector encoding ng tao kadahilanan IX, ay naging mas matagumpay - kasunod na pagpapakilala ng mga cell na ito na may hemopilya aso sa isang therapeutic na antas ng mga kadahilanan IX, na sumusuporta sa normal na intensity pagkakulta hemostasis, lamang para sa 12 araw.

Ang paglipat ng mga mesenchymal stem cell sa utak na parenkayma ng mga hayop ay nagpakita na ang donor na hindi pa natatagalan na mga cell ay nabago sa parehong populasyon ng neurons at glia. Engraftment neuronal derivatives malusog na donor mesenchymal tissue theoretically ginagawang posible ang pagwawasto ng genetic abnormalities ng utak metabolismo sa mga pasyente na may ni Gaucher sakit at iba pang mga disorder ng lipid metabolismo, karbohidrat o gangliosides.

Ang pagpatuloy pang-eksperimentong mga kondisyon search transdifferentiation ng mga cell stem sa utak ng buto stromal precursor cell sa nerbiyos at atay tissue. Ang pansin ng mga mananaliksik ay nakatuon sa mga kumbinasyon ng mga inducer ng pagkita ng kaibhan at ng espesyal na conditioning media. Sa partikular, para sa isolating ang pangunahing kultura na may 10% pangsanggol guya suwero, utak ng buto stromal cell hugasan at resuspended sa DMEM / F12 kultura medium (1/1) ay seeded sa isang density ng 200,000 / cm2. Matapos ang 24 oras, nonadherent cell ay inalis at naka-attach sa plastic cell fibroblast may pinag-aralan para sa isang linggo. Para sa pagkita ng kaibhan ng utak ng buto stromal cell sa neuroblasts ginagamit air condition na medium na nakuha sa pamamagitan ng culturing tatlong-araw na kultura ng pangunahing mouse embryonic fibroblasts, pati na rin sa gitna DMEM / F12 (1/1) na may 2% pangsanggol guya suwero at pupunan na may 20 ng / ml o 10-6 M lif retinoic acid (neuroinductors, na ginagamit para sa neural na pagkita ng kaibhan ng mouse at ng mga selulang embononic cell ng tao). Ang pagkita ng kaibhan ng utak ng buto stromal mga cell sa mga cell ninuno sa hepatocytes ay sapilitan condition na kapaligiran na nilikha bilang isang resulta ng tatlong-araw na culturing isang pangunahing kultura ng embryonic mouse atay cell sa DMEM / F12 (1/1) medium pupunan na may 10% pangsanggol guya suwero.

Dito dapat itong mapansin muli na ang mga cell na bumubuo ng kolonya ng stroma sa utak ng buto ay heteromorphic at maaaring nahahati sa dalawang uri. Kasama sa unang uri ang fibroblast-tulad ng mga selula na bumubuo sa mga cell ng filopodia na may malaking nuclei at isa o dalawang nucleoli. Ang ikalawang uri ay kinakatawan ng mga maliliit na selula ng isang hugis na suliran ng suliran. Sa parehong mga uri ng mga cell kultura sa air condition na medium nakuha sa isang feeder layer ng pangunahing mouse embryonic fibroblasts, at sa Z-4-th araw ng cell kultura lumitaw Katulad sa neuroblasts. Sa yugtong ito sila ay madalas na may hugis ng suliran na hugis na may isa o dalawang matagal na proseso na nagtatapos sa filopodia. Ang mga pyramidal o stellate cells na may maikling dendrites ay mas karaniwan. Dendrites isa neuroblasts ay may tipikal na Pagpapalawak (kidney paglago) at sumasanga sa kanyang malayo sa gitna bahagi, ang iba pang mga - na may isang natatanging paglago cone filopodia, kung saan dendrite paglago ay nangyayari. Katulad na mga morphological katangian (paglago kidney cone at filopodia a) likas neuroblastoma, ang pagkakaiba sa neurons, ay inilarawan sa detalye sa mga likha ni neurogenesis. Sa batayan na ito, tinataya ng ilang mga may-akda na ang mga selula na nakikita nila sa kultura ay mga neuroblast. Sa partikular, Schegelskaya E. Et al (2002), pagkatapos ng isang pangunahing kultura ng cell stromal may pinag-aralan para sa dalawang linggo sa isang maaaring palitan sa bawat Z-at-ika-4 na araw air condition na medium natagpuan bahaging iyon ng proliferating cell, napananatili ang undifferentiated estado. Sa panlabas, ang mga naturang mga selula ay parang mga fibroblast at nakilala sa kultura kasama ang mga neuroblast. Karamihan sa mga selula (mga 80%) ay sa iba't ibang yugto ng pagkita ng kaibhan sa mga selula ng nervous tissue, pangunahin sa mga neuron. Ang hugis ng punungkahoy proseso ng mga cell na ito sa malapit contact sa bawat isa, sa gayon ay unti-unting cells nabuo sa substrate bahagi neural network sa anyo ng mga mahahabang hibla multicellular. Ang mga dendritic na proseso ng neuroblast ay lumago nang mas matagal, ang ilan sa kanila ay 8-10 beses na mas mataas kaysa sa haba ng katawan ng neuron mismo. Unti-unti ang pagtaas ng proporsyon ng mga pyramidal at stellate cells. Ang mga dendrite ng mga selulang stellate ay branched. Ayon sa mga may-akda, mamaya pagkita ng kaibhan ng pyramidal at stellate cell kumpara sa masasaktin tumutugon sa ang pagkakasunod-sunod ng normal na yugto ng neurogenesis sa mga hayop. Bilang isang resulta, ang mga may-akda tapusin na ang stem cell ng buto utak stromal cell ay nailantad sapilitan neurogenesis kung saan proseso sa vitro nabuo neuroblasts mula sa lahat ng tatlong mga pangunahing uri ng mga neurons. Precursors ng neural cell ay din na natagpuan sa ang kultura ng utak ng buto stromal mga cell para sa 3-4 araw sa medium na may 2% pangsanggol suwero at 20 ng / ml LIF. Ngunit sa kasong ito, ang stem cell ay nahahati napakabagal, pagkita ng kaibhan ng neuroblasts nangyayari lamang sa 30% ng mga kaso, at hindi sila bumubuo sa neuronal network. Paggamit bilang kabastusan cell pagkita ng kaibhan inducers retinoic acid, ang mga may-akda nakuha sa kultura sa 25-30% ng mga cell magpalakas ng loob na may isang pamamayani ng mga glial cells - astrocytes at oligodendrocytes. Ang mga neuron ay nagkakaloob lamang ng isang katlo ng lahat ng mga cell ng nerve, bagaman sila ay kinakatawan ng lahat ng tatlong uri: fusiform, pyramidal, at stellate cells. Sa ika-6 na araw ng culturing stromal mga cell sa retinoic acid medium nerve cells ay naging mas differentiated, habang indibidwal na axons ng mga pyramidal neurons ay natagpuan na sa normal neuroontogenesis lalabas mamaya pagbuo ng hugis ng punungkahoy na proseso. Ayon sa may-akda, sa kabila ng mababang ani ng mga cell magpalakas ng loob, ang paraan ng pampalaglag retinoic acid ay may pakinabang: astrocytes at oligodendrocytes at myelinating gumana feed function sa panahon ng paglago ng axons at dendrites at kinakailangan para sa normal na palakasin ang loob tissue formation. Samakatuwid, upang ayusin ang mga nasira na site sa vivo, mas mahusay na gumamit ng suspensyon ng mga neuron na pinalaki ng glial cells.

Sa pangalawang serye ng mga eksperimento, sinubukan ng mga may-akda na mahawa ang pagkita ng mga selulang buto sa utak na stromal sa mga selula ng atay. Matapos ang tatlong-araw na kultura ng utak ng buto cell stromal stem sa air condition na medium nakuha sa pamamagitan ng incubating mouse embryonic hepatocytes, malaki, spherical hugis cells ay natagpuan, madalas dalawang-nuclear, cytoplasmic inclusions may iba't ibang laki. Ang mga cell ay sa iba't ibang yugto ng pagkita ng kaibhan, at differed sa laki, ang bilang ng mga nuclei at saytoplasm inclusions. Sa karamihan ng mga cell na ito natuklasang glycogen, kung saan nakatukoy kami ng mga ito bilang mga cell hepatocyte precursor. Dahil ang kultura walang cell ay nakita Katulad sa neuroblasts, sinusundan ng isang konklusyon na sa air condition na medium na nakuha sa pamamagitan ng culturing embryonic hepatocytes, walang mga kadahilanan ng pagkita ng kaibhan ng mga cell magpalakas ng loob at, pasalungat, may mga kadahilanan na ibuyo ang pagkita ng kaibhan ng utak ng buto stromal mga cell sa mga cell ninuno ng hepatocytes . Ang mga may-akda iminumungkahi ang pagkakaroon ng pluripotent cell mula sa utak ng buto stroma, tulad ng iba-iba sila sa vitro sa mga cell ng hepatic o neural tissue depende sa mga tiyak air condition na media, at inductors.

Sa ilang mga gawa, ang pagkakaiba-iba ng mga buto sa utak ng stroma cells sa cardiomyocytes, kartilago, buto at neural tissue cells ay talagang tama na ipinapakita. Mayroong impormasyon na kabilang sa mga selula ng utak ng buto mayroong mga populasyon ng mga selulang stem na maaaring makakaiba sa mga hepatocytes. Sa gitna nitong mga resulta sa itaas e-eksperimento sa Mice ay maaari pa ring isaalang-alang bilang isa pang kumpirmasyon ng pagkakaroon sa utak ng buto cell pluripotent mesenchymal stem pagkakaroon ng kakayahan upang kilalanin sa sa mga cell ng iba't-ibang tisiyu ng adultong organismo.

Paglipat ng mesenchymal stem cells

Sa klinikal na paglipat ng mga tao mesenchymal cell stem ay maaaring gamitin para sa pagpapalawak ng hematopoietic cell stem at ang kanilang mga unang bahagi ng mga kaapu-apuhan prekommitirovannyh. Sa partikular, ang pagpapakilala ng autologous hematopoietic cell stem at MSCS pasyente ng cancer pagkatapos ng chemotherapy sa pamamagitan ng mataas na bilis up ng pagkuha sa neutrophils at platelets sa paligid ng dugo. Autologous at allogeneic paglipat ng mesenchymal cell stem ginagamit sa paggamot sa maramihang myeloma, aplastic anemya, spontaneous thrombocytopenia - sakit na kaugnay sa pangunahing depekto hematopoietic stromal tissue. Ang kahusayan ng mga cell therapy sa hematologic pathologies sa maraming mga kaso sa itaas, habang ang pagpapakilala ng stromal at hemopoietic stem cells, na kung saan ipinahayag ng pagbawas ng postoperative panahon sa pagbawi, dugo, pagbawas sa ang bilang ng mga namamatay dahil sa di-pumipili pagkawasak regional at nagpapalipat-lipat cell kanser na kung saan ang mamatay at ang kanyang sariling mga ninuno hematopoietic pasyente cells. MSCS may pag-asa mga aplikasyon at iba pang mga multipotent mesenchymal precursor cell sa klinikal na kasanayan dahil sa kanilang mga kamag-anak kadalian ng pagkuha ng utak ng buto aspirates, pagpapalawak sa kultura at transfection ng therapeutic gene. Kaya upang matumbasan para sa mga lokal tissue depekto ay maaaring gumamit ng isang lokal na pagtatanim ng multipotent mesenchymal precursor cell at sa systemic dysfunction ng tisiyu ng mesenchymal pinanggalingan ay hindi ibinukod na ang kanilang pagpapakilala sa pangkalahatang sirkulasyon.

Higit pang mga maingat sa kanilang mga argumento ang mga may-akda ng mga gawa na kung saan ang mga pananaw ng MSCS para sa mga lokal, systemic transplantation at gene therapy ay pinag-aralan ng mula sa punto ng view ng mga cell biology stromal. Matapos ipanganak utak ng buto ay ayon sa kaugalian itinuturing na isang katawan na binubuo ng dalawang pangunahing sistema ng mga natatanging mga linya ng cell - ang tunay na hematopoietic tissue at ang nauugnay na sumusuporta stroma. Samakatuwid, buto utak mesenchymal stem cell orihinal na itinuturing lamang bilang isang pinagmumulan ng stromal batayan para sa ang produksyon ng mga regulasyon kadahilanan hematopoietic microenvironment. Pagkatapos ay ang pansin ng mga mananaliksik ay lumipat sa pag-aaral ng papel ng MSC bilang pinagmumulan ng mga tisyu ng kalansay. Ang pinakahuling data ay nagpapahiwatig ng di-inaasahang potensyal ng pagkita ng mga selulang buto sa utak ng stromal sa pagbuo ng neural o kalamnan tissue. Sa ibang salita, ang mga mesenchymal stem cell nagpapakita transgermalnuyu plasticity - ang kakayahan upang makilala ang pagkakaiba sa mga uri ng cell na phenotypically hindi orihinal na mga cell tissue. Gayunman, ang ilang mga aspeto ng biology ng utak ng buto stromal cell mananatiling hindi maliwanag at hindi nalulutas sa pangkalahatan biological plano, at sa ilang mga detalye, kabilang ang pagkilala, kalikasan, pinagmulan at pag-unlad at pag-andar sa Vivo utak ng buto stromal cell pati na rin ang pinapayagan potensyal sa pagkita ng kaibhan ex Vivo at ang posibilidad therapeutic na paggamit sa vivo. Ang data sa mga potensyal na mga pagkakataon ng MSCS, pati na rin ang mga resulta ng pag-aaral ng iba pang mga nagbabagong-buhay na mga potensyal na ng mga cell stem, sa matalim kaibahan sa mga naitatag na ang dogma sa biology.

Kapag pinag-aaralan sa ilalim ng mababang kondisyon ng densidad, ang mga buto sa utak ng stromal stromal cell ay bumubuo ng mga natatanging kolonya, ang bawat isa ay isang pinaghuhula ng isang solong cell na pasimula. Ang porsyento ng mga stromal cell precursors sa utak ng buto nucleated cell na tinukoy sa pamamagitan ng kanilang kakayahan upang bumuo ng colonies lubos na nakasalalay sa mga kondisyon ng kultura at ang mga species ng MSCS na kabilang. Halimbawa, sa mga hayop na kuneho upang makuha ang maximum na halaga ng stromal cell ninuno ay ganap na kinakailangan sa presensya ng irradiated feeder kultura ng utak ng buto cell at suwero, habang ang kolonya bumubuo ng kahusayan ng tao na mga cell mesenchymal stem ay malaya sa feeder, o mula sa kultura medium. Ang bilang ng mga kilalang mga mitogenic factor na nagpapalakas sa paglaganap ng mga selulang stromal progenitor ay limitado. Kabilang dito ang PDGF, EGF, FGF, TGF-b, at din IGF1. Sa ilalim ng pinakamainam na kondisyon, culturing MSCS polyclonal linya pinananatili sa vitro para sa higit sa 50 cell dibisyon, na ginagawang posible upang makatanggap ng bilyon-bilyong mga utak ng buto stromal mga cell mula sa 1 ML ng aspirate ito.

Gayunpaman, ang populasyon ng utak ng buto stromal mga cell ay magkakaiba, na manifests ang sarili nito bilang pabagu-bago sa laki ng kolonya, iba't ibang mga rate ng kanilang mga bituin at isang iba't ibang mga cell morpolohiya, na kung saan ay sumasaklaw sa isang hanay ng fibroblast-tulad ng suliran sa malaking flat cells. Sa pagbuo ng naturang pananim pagkatapos ng 20 araw, nabanggit din ang phenotypic heterogeneity. Bahagi ng kolonya ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pagpapahayag ng alkalina phosphatase, ang iba ay hindi ipahayag ang mga ito, at ang ikatlong uri colonies ay fosfatazopozitivnymi sa gitnang rehiyon at fosfatazonegativnymi sa paligid. Ang mga hiwalay na kolonya ay bumubuo ng mga nodule ng buto ng tisyu (ang simula ng mineralization ng matrix ay minarkahan kapag binahiran ng alizarin pula o sa kaltsyum ni Van-Koss). Sa iba pang mga kolonya, ang akumulasyon ng taba ay naganap, na kinilala ng G-staining na may red oil. Mas madalas ang mga kolonya ng mesenchymal stem cells ay bumubuo ng mga cartilages na may kulay na alcyan blue).

Pagkatapos ng ectopic paglipat sa pang-eksperimentong mga hayop polyclonal MGK linya bumuo ng ectopic buto stroma na may setchatoobraznoy kaugnay sa myelopoiesis at adipocytes, pati na rin, ngunit madalang, na may kartilago tissue. Sa monoclonal mga linya paglipat ng utak ng buto stromal mga cell sa ilang mga kaso may chimerism, kung saan ang mga de novo binuo buto tissue ay binubuo ng mga cell buto, adipocytes Binubuo stroma at donor pinagmulan, samantalang cell linya ng hematopoietic at vascular system ay nagmula sa tatanggap.

Ang mga resulta ng mga pag-aaral ay nagpapatunay sa stem na katangian ng stromal bone marrow precursor, kung saan nakuha ang clonal line. Ipinakikita rin nila na hindi lahat ng cloning sa mga selula ng kultura ay sa katunayan multipotent stem cells. Naniniwala ang ilang mananaliksik, at ibahagi namin ang kanilang opinyon, na ang pinaka-tumpak na impormasyon tungkol sa mga tunay na potensyal ng pagkita ng kaibhan ng mga indibidwal na panggagaya ay maaari lamang makuha sa Vivo pagkatapos ng paglipat, sa halip na sa pamamagitan ng pagtukoy ang phenotype ng kanilang mga derivatives sa vitro. Expression sa osteo- kultura phenotypic markers hondro- o adipogenesis (tinutukoy sa pamamagitan ng mRNA o sa pamamagitan ng histochemical pamamaraan), at kahit na ang produksyon ng mineralized matrix ay hindi sumasalamin sa antas ng pluripotency solong clone sa Vivo. Samakatuwid, ang pagkakakilanlan ng mga cell stem sa stromal cell group ay magiging magagamit lamang nababatay sa pagsubok, sa ilalim ng mga naaangkop na mga kondisyon transplant biological sample. Sa partikular, chondrogenesis napaka-bihira na sinusunod sa transplantation bukas na sistema, samantalang ang pagbuo ng kartilago ay hindi bihira sa closed system, tulad ng pagsasabog chamber o sa mikromassnyh kultura ng stromal mga cell sa vitro, kung saan Natamo lokal mababang oxygen tensyon, magbigay ng kontribusyon sa pagbuo ng kartilago. Samakatuwid, kahit transplantation diskarteng ito, pati na rin ang mga di-tiyak na sa vitro kundisyon kultura makabuluhang makakaapekto sa hanay ng pagkita ng kaibhan ng MSCS.

Ang eksperimental transplantation na may pagtalima ng mga kondisyong pang-eksperimento ay ang ginintuang pamantayan para sa pagtukoy ng potensyal para sa pagkita ng mga selulang buto sa utak ng stromal at ang pangunahing elemento ng kanilang tamang pagkakakilanlan. Sa kasaysayan, ang bone marrow stromal bone marrow transplantation studies ay nauugnay sa isang karaniwang problema sa paglipat ng utak ng buto. Ito ay itinatag na ang hemopoietic microenvironment ay nilikha sa pamamagitan ng paglipat ng bone marrow stromal cells at nagbibigay ng ectopic development ng hemopoietic tissue sa transplantation zone. Ang pinagmulan ng microenvironment mula sa donor, at hematopoietic tissue - mula sa host ay nagpapahintulot sa amin na gamutin ang ectopic bone bilang isang tunay na "inverted" buto sa utak transplantation. Ang lokal na paglipat ng mga buto ng utak ng stromal sa buto ay nagtataguyod ng epektibong pagwawasto ng mga depekto ng buto, mas malinaw kaysa sa kusang reparative regeneration. Sa ilang preclinical pag-aaral sa mga modelo ng hayop convincingly pinatunayan ang posibilidad ng transplant buto utak stromal mga cell sa Orthopedics, kahit na i-optimize ang mga pamamaraan, kahit na sa pinakasimpleng kaso, nangangailangan ng pinakamaingat na trabaho at pag-aaral. Sa partikular, pinakamainam na kondisyon para sa pagpapalawak ex Vivo osteogenic stromal cell ay hindi pa nakatakda, walang exhaust istraktura at komposisyon ay perpekto carrier at ang bilang ng mga cell na kailangan para sa pagbabagong-buhay ng buto dami.

Bilang karagdagan sa nag-aaplay propagated ex Vivo utak ng buto stromal mga cell para sa tissue pagbabagong-buhay ng mesenchymal pinagmulan unorthodox kalagkitan MSC ay bubukas ang mga potensyal na paggamit para sa pagbabagong-buhay ng neural cell, o ang paghahatid ng mga produkto gene sa CNS. Sa prinsipyo, pinapasimple nito ang cellular therapy sa pagkatalo ng sistemang nervous, dahil hindi na kailangan upang makakuha ng autologous na mga cell ng stem neural ng tao. Ito ay iniulat tungkol sa mga posibilidad ng paggamit ng mga selula ng utak ng buto para sa henerasyon ng cardiomyocytes at myogenic precursor cells bilang isang tunay na stromal at extrinsic pinagmulan.

Ang mga eksperimento ay nangyayari sa systemic transplantation ng bone marrow stromal cells para sa paggagamot ng karaniwang mga sakit sa kalansay. Walang duda na utak ng buto stromal cell ay may populasyon na responsable para sa genetic disorder sa mga sakit ng ang balangkas, na kung saan ay mahusay na isinalarawan sa pamamagitan ng mga vector transfer pamamagitan ng paggamit ng genetic na impormasyon sa mga cell, na humahantong sa ang pagbuo ng mga pathological buto tissue sa pang-eksperimentong mga hayop. Gayunpaman, ang kakayahan ng mga cell stromal implanted, prizhivlyatsya, ilaganap at iibahin sa skeletal buto pagkatapos ng iniksyon sa bloodstream ay hindi pa napatunayan.

Ito ay bahagyang dahil sa ang katunayan na ang standard procedure ng utak ng buto stroma ay hindi transplanted sa hematopoietic tissue, kaya mahigpit na mga pamantayan para sa pagsusuri ng mga matagumpay na engraftment ng systemically pangangasiwa stromal mga cell ay dapat pang develop. Dapat tandaan na ang pagkakaroon ng mga marker genes sa tissue extracts o ang paghihiwalay sa kultura ng mga cell ng donor pinanggalingan ay nagpapahiwatig hindi tungkol sa engraftment ng mga cell, ngunit lamang ang kanilang kaligtasan. Kahit intra-arterial iniksyon ng utak ng buto stromal mga cell sa ang mouse paa ay maaaring humantong sa halos zero resulta engraftment, sa kabila ng ang katunayan na ang donor-nagmula cell ay matatagpuan sa mga malalaking numero sa loob ng microvascular buto utak network. Sa kasamaang palad, ang mga naturang selula ay kadalasang inilarawan bilang "engrafted" lamang sa batayan ng mga resulta ng pagpapasiya ng marker donor genes sa ilalim ng ex vivo kundisyon kultura. Bilang karagdagan, ito ay kinakailangan upang magbigay ng nakakumbinsi na katibayan ng pangmatagalang pagsasama sa mga tisyu ng differentiated at functionally aktibong mga cell ng donor pinanggalingan. Sa maraming mga nai-publish na mga gawa, kung saan ito ay iniulat tungkol sa engraftment ng bone marrow stromal cell sa balangkas, ang kakulangan ng malinaw na data ng ganitong uri ay kapansin-pansin. Gayunpaman, dapat tandaan na sa ilang mga tamang eksperimento sa mga hayop, gayunpaman, isang limitado ngunit tunay na pag-ukit ng mga selulang stromal progenitor matapos na maitatag ang kanilang sistemang pangangasiwa.

Ang mga data na ito ay pare-pareho sa mga resulta ng pag-aaral ng posibilidad ng paghahatid ng myogenic bone marrow precursor cells sa mga kalamnan sa pamamagitan ng vascular system. Gayunpaman, hindi isa ay dapat kalimutan na ang parehong mga skeletal at muscular tissue ay nabuo sa panahon ng pag-unlad at paglago batay sa extravascular cells displacements na gumagamit ng mga proseso ng migration na walang sangkot na ang pag-ikot ng dugo. Kung may tunay na umiiral na isang malayang sirkulasyon na daan para sa paghahatid ng mga cell ng pasimula sa mga tisyu ng solid phase, posible bang pahintulutan ang pagkakaroon ng physiologically circulating mesenchymal progenitor cells? Ano ang pinanggalingan ng mga selulang ito sa parehong pagbuo at postnatal na organismo, at paano nila pinasok ang vascular wall? Ang solusyon sa mga isyung ito ay ganap na kinakailangan at nangangailangan ng pinaka masusing pagsisiyasat sa pag-aaral. Kahit na matapos matuklasan ang mga sagot sa mga katanungang ito, ang mga problemadong kinetic na aspeto na nauugnay sa paglaki ng kalansay at remodeling ng connective tissue ay nananatiling walang lutas. Kasabay nito, ang paggamot ng mga karamdaman sa osteogenesis sa pamamagitan ng pagpapalit ng buong populasyon ng mutated skeletal progenitor cells na may malusog na stromal cells ay tila isang tunay na klinikal na pananaw. Sa kasong ito, ang mga lokal na zone ng bali o pagpapapangit dahil sa pathological osteogenesis, pati na rin ang mapanirang mga pagbabago sa buto ng tisyu, ay maaaring itama sa pamamagitan ng mga pinag-aralan sa vitro stromal stem cells. Samakatuwid, ang direksyon ng hinaharap na pananaliksik ay dapat na nakatuon sa mga problema ng pagbabagong-anyo o genetic na pagwawasto ng autologous mutated osteogenic progenitor cells ex vivo.

Genetic engineering ng mga cell, pansamantala o permanente, ay naging batayan ng cell at molekular biology, ang pinagmulan ng maraming mga pang-agham mga natuklasan hinggil sa papel na ginagampanan ng mga indibidwal na mga protina sa cellular metabolismo sa vitro sangkap at sa Vivo. Ang paggamit ng molecular pamamaraan upang iwasto ang mga sakit na namamana at pantao sakit ay napaka-promising para sa mga praktikal na gamot, dahil sa ang mga katangian ng stromal buto mga cell utak stem pinapayagan upang bumuo ng mga natatanging mga circuits transplantation para sa pagwawasto ng mga genetic sakit ng kalansay. Sa kasong ito, ang mesenchymal cell ninuno ay maaaring makuha medyo madali mula sa mga hinaharap na tatanggap, ang mga ito palasunod sa genetic pagmamanipula at ay magagawang upang manganak sa mga malalaking numero sa isang maikling panahon ng oras. Ang paggamit ng mesenchymal stem cells ay nag-iwas sa mga limitasyon at panganib na nauugnay sa paghahatid ng materyal na impormasyon ng genetiko nang direkta sa pasyente sa pamamagitan ng vtruvous vector structures. Diskarte na ito ay naaangkop sa pi embryonic cell stem, ngunit ang post-natal autologous buto utak stromal cell - isang ginustong materyal dahil ang kanilang administrasyon nagbukod posibleng immunological posttransplantation komplikasyon. Upang makamit ang panandaliang epekto, halimbawa upang mapabilis buto pagbabagong-buhay, ang pinakamainam na paraan ay ang genetic pagbabago ng mesenchymal cell stem gamit elektroporatsrsh, kemikal fusion, lipofection, plasmid at adenoviral constructs. Sa partikular, ang transfection ng viral sa bone marrow stromal BMP-2 na mga cell ay epektibo sa pagpapabilis ng pagbabagong-buhay ng mga buto sa experimental polytrauma. Ang paglikha ng adenoviral vector structures ay lalong kanais-nais dahil sa kawalan ng toxicity. Gayunpaman, ang genetic na pagbabago ng bone marrow stromal cells sa kasong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakababang katatagan. Sa karagdagan, ang normal na transformed bone marrow stromal cell ay nangangailangan ng paggamit ng mga carrier ng vector ng genetic na impormasyon na 10 beses na mas nakakahawang kaysa sa iba pang mga uri ng cell, na makabuluhang pinatataas ang porsyento ng pagkamatay ng mga transfected cell.

Para sa pagpapagamot umuurong sakit na sanhi ng mababang o zero biological aktibidad ng mga tiyak na mga gene na kinakailangan matagal o permanenteng pagbabago ng mesenchymal cell stem, na kung saan kinakailangan ang paggamit ng adeno-nauugnay virus mga retrovirus, lentiviruses at adeno-retroviral kimera. Ang mga lugar ng transportasyon ng mga virus na ito ay may kakayahang magdadala ng malalaking transfektong DNA (hanggang 8 kb). Ang pang-agham panitikan ay nagpakita ng impormasyon tungkol sa biological aktibidad ng exogenous utak ng buto stromal cell transfected may retroviral constructs encoding sa synthesis ng regulatory molecules, at mga marker - IL-3, CD2, factor VIII, at ang mga enzymes kasangkot sa synthesis ng L-DOPA. Ngunit sa mga gawaing ito, itinuturo ng mga may-akda ang isang bilang ng mga limitasyon na dapat na pagtagumpayan bago magsimula ang praktikal na aplikasyon ng teknolohiyang ito. Ang unang problema ay ang pag-optimize ng MCK ex vivo na pagbabago ng proseso. Ito ay kilala na ang isang prolonged (3-4 linggo) paglaganap ng buto utak stromal cells sa vitro binabawasan ang kanilang transfection. Kasabay nito, maraming mga siklo ng pagsasalin ng dugo ang kinakailangan upang makamit ang isang mataas na antas ng genetic na pagbabago ng MSCs. Ang ikalawang problema ay may kaugnayan sa tagal ng pagpapahayag ng therapeutic gene, na hindi pa lumampas sa apat na buwan. Ang isang natural na pagbawas sa epektibong pagpapahayag ng gene ay dahil sa di-aktibo ng mga promoter at ang pagkamatay ng mga nabagong selula. Sa pangkalahatan prospects paglilipat ng genetic na impormasyon sa pamamagitan ng paggamit mesenchymal stem cells resulta ng paunang pag-aaral ipahiwatig ang pangangailangan para sa karagdagang pag-optimize ng transfection pamamaraan ex Vivo, ang pagpili ng isang sapat na tagataguyod kumokontrol sa biological aktibidad sa tamang direksyon, at pagbutihin ang kakayahan ng binagong utak ng buto stromal cell sa self-renew sa Vivo pagkatapos ng paglipat. Dapat ito ay nabanggit na ang paggamit ng retroviral constructs para sa pagbabago ng utak ng buto stromal mga cell sa ang nais na direksyon ay hindi laging nangangailangan ng kanilang ipinag-uutos na engraftment. Transfected mesenchymal stem cell ay maaaring magsagawa ng corrective function na sa background ng matatag at paninirahan nang hindi nangangailangan ng aktibong pisikal na pagsasama at gumagana sa mga nag-uugnay tissue. Sa kasong ito, dapat silang maging itinuturing bilang isang biological mini-pump, na gumagawa sa Vivo kadahilanan, ang kakulangan ng na tumutukoy sa paghahayag ng isang genetic sakit.

Paggamit ng transformed sa utak ng buto stromal mga cell para sa paggamot ng nangingibabaw genetic sakit na nailalarawan sa pamamagitan ng ang expression ng gene o abnormal pathological biological aktibidad, ay mas may problemang dahil sa kasong ito ito ay kinakailangan upang harangan ang paglipat o pagbebenta ng mga genetic na impormasyon pangit. Ang isa sa mga pamamaraan ng genetic engineering ay ang homologous recombination ng embryonic stem cell upang lumikha ng transgenic na mga hayop. Gayunman, ang labis na mababa ang antas ng homologo recombinant, na kasama ng mga problema ng pagkakakilanlan, paghihiwalay at pagpapalawak ng naturang recombinants ay malamang na hindi upang i-promote lakit paggamit ng diskarteng ito sa malapit na hinaharap, kahit na ang pag-unlad ng mga bagong teknolohiya pamamaraan. Ang ikalawang diskarte sa gene therapy ay batay sa mga nangingibabaw patolohiya awtomatikong pagwawasto ng nasirang DNA pati na genetic mutations ay maaaring naitama sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga exogenous DNA sa nais na pagkakasunud-sunod (maikli DNA oligonucleotides, o chimeric RNA / DNA oligonucleotides) na isailalim sa homologs sa nasirang genome. Ang ikatlong pagkakatawang nagbibigay pathological impormasyon transmission lock na kung saan ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng partikular na dinisenyo oligonucleotides na sumailalim sa isang partikular na gene upang bumuo ng tatlong bagay helical istraktura, na kung saan isinasama ang posibilidad ng transcription.

Kahit na ang pagwawasto ng genetic sakit sa antas genome ay pinakamainam at ginustong therapeutic pamamaraan, mRNA ding isang promising vector (marahil kahit na mas maa-access) para sa pagharang ng isang nangingibabaw negatibong gene. Upang pagbawalan pagsasalin at / o pagtaas ng mRNA degradation may haba na ginagamit sa mga protina molecule Antisense oligonucleotide sequence o buong pag-block nagbubuklod ng mRNA biosynthetic patakaran ng pamahalaan ng cell. Bilang karagdagan, ang double-stranded RNA ay nagpapahiwatig ng mabilis na marawal na kalagayan ng mRNA, ang mekanismo ay nananatiling hindi maliwanag. Gayunman, ito ay malamang na hindi na ang galos lamang pag-alis ng mRNA transcribe mula sa isang mutant allele na may maikling o solong mutations ay magsulong ng mRNA expression ng normal allele. Isang alternatibo ay ang paggamit ribozinov ulo ng martilyo at masikip na, ay may kakayahan na sumailalim sa mataas na tukoy na mga site ng mRNA na may kasunod na induction ng kanilang cleavage at inactivation sa panahon ng pagsasalin. Sa kasalukuyan, ang posibilidad ng paggamit ng pamamaraang ito sa paggamot ng pathological osteogenesis ay pinag-aralan. Hindi alintana ng kung ano ang eksaktong ay ang target - genomic o cytoplasmic elemento tagumpay ng bagong teknolohiya gene therapy ay natutukoy sa pamamagitan ng kahusayan ng pagsasama ng mga reagents sa utak ng buto stromal cell ex Vivo, ang optimal sa pagpili ng isang partikular na vector at matatag na kakayahan ng mga cell mesenchymal stem pagpapahayag ang nais na mga kadahilanan sa Vivo.

Kaya, ang pagtuklas ng mesenchymal stem cells sa kanilang mga di-inaasahang ari-arian ay lumilikha ng isang bagong haka-haka na pamamaraan para sa pagpapaunlad ng mga linya ng cell. Ngunit upang maunawaan ang biological papel na ginagampanan ng mga cell stromal stem, ng kanilang mga likas na katangian, ang kakayahan upang transdifferentiation o dedifferentiation, ang kanilang mga physiological kahalagahan sa proseso ng embryonic unlad, ang post-natal paglago, pagkahinog at pag-iipon, pati na rin sa sakit ng tao ay nangangailangan ng karagdagang interdisciplinary pananaliksik.