Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Выбор оптимального протокола получения децеллюляризированного внеклеточного матрикса мезенхимальных стромальных клеток из жировой ткани человека

Полный текст:

Аннотация

В современных исследованиях для нужд регенеративной медицины активно изучаются биологические скаффолды, состоящие из внеклеточного матрикса (ВКМ). Подложки из ВКМ получают путем децеллюляризации и используют для доставки клеток в участки поврежденных тканей. Нативные препараты ВКМ имеют преимущества перед биоинженерными конструкциями, поскольку сохраняют биологические сигналы, обеспечивающие эффективные репаративные функции клеток. Мезенхимальные стромальные клетки (МСК) обладают мультипотентным потенциалом дифференцировки, а также секретируют широкий спектр биологически активных молекул. В связи с этим МСК являются важными посредниками для восстановления тканей. ВКМ как компонент ниши МСК модулирует их функциональную активность, в том числе миграцию, пролиферацию и дифференцировку, а также поддерживает их потенцию к самообновлению. Исследования invitro позволят продвинуться в понимании того, как биологические скаффолды могут влиять на репаративные функции МСК. Существует несколько различных протоколов децеллюляризации. В связи с тем, что ВКМ клеток различных типов отличается по качественным и количественным параметрам, эти протоколы должны быть оптимизированы в каждом конкретном случае. В настоящем исследовании при получении децел-люляризированных препаратов ВКМ (дцВКМ) МСК из жировой ткани человека (жтМСК) сравнивали эффективность гипотонического и изотонического вариантов подхода с использованием TritonX-100 в комбинации с NH4OH, а также возможность использования дцВКМ после формирования сфероидов. Полученные препараты оценивали качественно с помощью иммуноцитохимии и сканирующей электронной микроскопии. жтМСК при длительном культивировании продуцировали хорошо развитый ВКМ, который после децеллюляризации с помощью изотонического раствора TritonX-100/NH4OH сохранял структуру, близкую к нативной. При использовании водного раствора TritonX-100/NH4OH не удалось получить однородного слоя дцВКМ, на сканирующей электронной микроскопии были выявлены единичные волокна ВКМ. При сборке клеточных сфероидов под действием RGD-пептидов, на подложке были обнаружены фрагменты матрикса и клеток, что не позволило признать этот метод эффективным для получения дцВКМ жтМСК.

Об авторах

Д. К. Матвеева
Институт медико-биологических проблем, РАН
Россия

Матвеева Диана Koнстантиновна — аспирант лаборатории клеточной физиологии ИМБП РАН.

123007, Москва, Хорошевское ш., д.76А, тел.:  8-499-195-65-44



Е. Р. Андреева
Институт медико-биологических проблем, РАН
Россия

Андреева Елена Ромуальдовна — доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной физиологии ИМБП РАН.

123007, Москва, Хорошевское ш., д.76А; тел.:  8-499-195-63-01


Л. Б. Буравкова
Институт медико-биологических проблем, РАН; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Буравкова Людмила Боржовна — член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией клеточной физиологии ИМБП РАН; профессор кафедры экологической и экстремальной медицины факультета фундаментальной медицины МГУ.

123007, Москва, Хорошевское ш., д.76А; 119234, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12; Тел.:  8-499-195-68-76



Список литературы

1. Parekkadan B., Milwid J.M. Mesenchymal stem cells as therapeutics // Annu. Rev. Biomed. Eng. 2010. Vol. 12. P. 87-117.

2. Schraufstatter I.U., Discipio R.G., Khaldoyanidi S. Mesenchymal stem cells and their microenvironment // Front. Biosd. 2011. Vol. 16. P. 2271-2288.

3. Gattazzo F, Urduolo A., Bonaldo P. Extracellular matrix: a dynamic microenvironment for stem cell niche // Bioсhim. Biophys. Aсta. 2014. Vol. 1840. N 8. P. 2506-2519.

4. Lu H, Hoshiba T, Kawazoe N, Chen G. Autologous extracellular matrix scaffolds for tissue engineering // Biomaterials. 2011. Vol. 32. N 10. P. 2489-2499.

5. Hynes R.O. The extracellular matrix: not just pretty fibrils // Sсienсe. 2010. Vol. 326. N 5957. P. 1216-1219.

6. Joddar B, Hoshiba T, Chen G., Ito Y. Stem cell culture using cell-derived substrates // Biomater. Sd. 2014. Vol. 2. N 11. P. 1595-1603.

7. Hoshiba T, Lu H, Kawazoe N, Chen G. Decellularized matrices for tissue engineering // Expert Opin. Biol. Ther. 2010. Vol. 10. N 12. P. 1717-1728.

8. Noth U, Rackwitz L, Steinert A.F., Tuan R.S. Cell delivery therapeutics for musculoskeletal regeneration // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2010. Vol. 62. N 7-8. P. 765-783.

9. Bornstein P, Duksin D, Balian G., Davidson J.M., Сгouoh E. Organization of extracellular proteins on the connective tissue cell surface: relevance to cell-matrix interactions in vitro and in vivo // Ann. N.Y. Aсad. Sсi. 1978. Vol. 312. P. 93-105.

10. Crapo P.M., Gilbert T.W., Badylak S.F. An overview of tissue and whole organ decellularization processes // Biomaterials. 2011. Vol. 32. N 12. P. 3233-3243.

11. Harvey A., Yen T, Aizman I., Tate С, Case С. Proteomic analysis of the extracellular matrix produced by mesenchymal stromal cells: implications for cell therapy mechanism // PLoS One. 2013. Vol. 8. N 11: e79283.

12. Lin H, Yang G, Tan J, Tuan R.S. Influence of decellularized matrix derived from human mesenchymal stem cells on their proliferation, migration and multi-lineage differentiation potential // Biomaterials. 2012. Vol. 33. N 18. P. 4480-4489.

13. Akasov R, Gileva A., Zaytseva-Zotova D, Burov S, Chevalot I., Guedon E, Markvicheva, E. 3D in vitro co-culture models based on normal cells and tumor spheroids formed by cyclic RGD-peptide induced cell self-assembly // Bioteсhnol. Lett. 2016. Vol. 39. N 1. P. 45-53.

14. Myllyharju J., Kivirikko K.I. Collagens, modifying enzymes and their mutations in humans, flies and worms // Trends. Genet. 2004. Vol. 20. N 1. P. 33-43.

15. Myllyharju J. Prolyl-4-hydroxylases, the key enzymes of сollagen biosynthesis // Matrix Biol. 2003. Vol. 22. N 1. P. 15-24.

16. Harris G.M., Raitman I., Schwarzbauer J.E. Cell-derived decellularized extracellular matrices // Methods Сell Biol. 2018. Vol. 2. N 143. P. 97-114.

17. He F., Chen X., Pei M. Reconstruction of an in vitro tissue-specific microenvironment to rejuvenate synovium-derived stem cells for cartilage tissue engineering // Tissue Eng. Part A. 2009. Vol. 15. N 12. P. 3809-3821.

18. Sun Y., Li W., Lu Z, Chen R., Ling J., Ran Q., Jilka R.L., Chen X.D. Resting repletion and osteogenesis of aged mesenсhymal stem сells by exposure to a young extraсellular matrix // FASEB J. 2011. Vol. 25. N 5. P. 1474-1485.

19. Prewitz M.C., Seib F.P., von Bonin M., Friedrichs J., Stifeel A., Niehage C., Werner C. Tightly anchored tissue-mimetic matrices as instructive stem cell microenvironments // Nat. Methods. 2013. Vol. 10. N 8. P. 788-794.

20. uoslahti E. RGD and other reсognition sequenсes for integrins // Annu. Rev. Сell Dev. Biol. 1996. Vol. 12. P. 697-715.

21. Zhang L., Hum M., Wang M., Li Y., Chen H., Chu C., Jiang H. Evaluation of modifying сollagenmatrix with RGD peptide through periodate oxidation // J. Biomed. Mater. Res. A. 2005. Vol. 73. N 4. P. 468-475.

22. Lam J., Segura T. The modulation of MSС integrin expression by RGD presentation // Biomaterials. 2013. Vol. 34. N 16. P. 3938-3947.


Для цитирования:


Матвеева Д.К., Андреева Е.Р., Буравкова Л.Б. Выбор оптимального протокола получения децеллюляризированного внеклеточного матрикса мезенхимальных стромальных клеток из жировой ткани человека. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2019;74(4):294–300.

For citation:


Matveeva D.K., Andreeva E.R., Buravkova L.B. Selection of the optimal protocol for preparation of decellularized extracellular matrix of human adipose tissue-derived mesenchymal stromal cells. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2019;74(4):294–300. (In Russ.)

Просмотров: 25


ISSN 0137-0952 (Print)