Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск

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: 124


ISSN 0137-0952 (Print)