Стволовые клетки трахеи крыс при длительных холодовых воздействиях Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

С.С. Целуйко, Н.П., Красавина, М.М. Горбунов Стволовые клетки трахеи крыс при длительных холодовых воздействиях

ГОУ ВПО «Амурская государственная медицинская академия», Благовещенск, Россия [email protected]

S.S. Tseluyko, N.P. Krasavina, М.М. Gorbunov

Stems cells of the trachea of rats at the long cold

influences

Цель исследования. В доступной нам литературе отсутствуют данные о состоянии стволовых клеток и «нишах», окружающих их в слизистой оболочке трахеи крыс, при холодовом воздействии, на фоне выраженного окислительного стресса, что и определило цель нашего исследования.

Материал и методы исследования. Работа выполнена на беспородных белых крысах. Возраст молодых половозрелых крыс, включенных в исследование, составил 3^4 мес., вес — в пределах 150,0^180,0 г.

Обосновывая выбранный нами температурный режим (-15°С) и экспозицию холодового воздействия (3 ч ежедневно с 8.00 до 11.00) мы исходили из того, что сильный холод вызывает изменения, соответствующие по морфологическим критериям острому и хроническому холодовому стрессу. Общее охлаждение осуществлялось в климатической камере (тип 3101, «Пка», Германия) по 3 ч ежедневно, в течение 10 и 30 сут. Трахеи крыс подвергались морфологическому исследованию на уровне световых и полутонких срезов. Материал экспериментальных исследований исследовали для трансмиссионной микроскопии (электронный микроскоп Tecnai G2 Spirit TWIN, Голландия) по методу Coalson, Winteret et ai. (1986). Для выявления камбиальных клеток воздухоносного отдела легких, претерпевающих эпидермоидную дифференцировку, мы применили антитела на «Cadherin-Е» RB-9214-R, фирмы «Lab Vision» и набор реактивов фирмы «Хема» для иммуногистохимического окрашивания срезов тканей. Для ультрагистохимического выявление щелочной фосфатазы использовали модифицированный метод Гомори.

Результаты. Холодовой стресс изменяет процентное соотношение клеток однослойного многорядного реснитчатого эпителия в различных отделах трахеи при охлаждении организма в различные сроки. В краниальном отделе количество стволовых клеток при охлаждении изменяется незначительно, хотя имеет тенденцию к снижению. Число промежуточных клеток резко уменьшается при длительных сроках охлаждения. При анализе процентного состава элементов эпителия был отмечен более низкий уровень дифференцировки в каудальном отделе трахеи. Здесь число базальных и промежуточных клеток сохраняется на значительно более высоком уровне, чем в краниальном. Важно отметить, что дифференцировка эпителия краниального отдела трахеи в эксперименте направлена в сторону увеличения процента бокаловидных клеток, тогда как в каудальном отделе отмечается некоторый рост реснитчатых клеток.

По мере увеличения срока действия холодового фактора в составе эпителия трахеи появляются очаги метаплазии. Вначале подобные изменения выявляются в каудальном отделе, а в дальнейшем и в краниальном, что можно расценить как нарушение дифференцировки стволовых клеток в результате действия холода

в период регенераторной пролиферации. Эпителиальные клетки слизистой оболочки трахеи имеют двойной потенциал, который заключается в том, что они могут претерпевать эпидермальную дифференциацию и все же сохраняют способность вырабатывать муко-идные вещества. Эпидермальная дифференциация является типичной реакцией трахеобронхиального эпителия на холодовое воздействие. Для выявления стволовых клеток воздухоносного отдела легких, претерпевающих эпидермоидную дифференцировку, мы исследовали Е-кадгерин. Выраженная потеря экспрессии Е-кадгерина или ее снижение наблюдается при холодовом воздействии, что связано с низким уровнем дифференцировки камбиальных клеток трахеи. Полученные нами результаты исследований роли Е-кадгери-на при эпидермальной дифференциации на фоне охлаждения определяют дальнейшее изучение комплекса Е-кадгерин/катенин, как возможного биомаркера стволовых клеток при холодовых воздействиях. Электронно-микроскопическое выявление типичного маркера плюрипотентных незрелых клеток — щелочной фосфатазы — при холодовых воздействиях показало изменение ее распределения. Количество гранул конечного продукта на щелочную фосфатазу уменьшается в клеточных мембранах стволовых клеток и в утолщенной базальной мембране. Характерно нарастание активности щелочной фосфатазы в тучных клетках, часть из которых мигрирует в эпителий трахеи. Этот механизм является универсальным и обеспечивает регуляцию регенерации функционально отживших эпителиальных клеток. Остается неясным, что же влияет на повышение миграционной активности тучных клеток в условиях холодового воздействия.

Выводы. Длительное холодовое воздействие на слизистую оболочку трахеи снижает скорость дифференцировки клеточных элементов и изменяет взаимосвязи с клеточным окружением стволовых клеток (нишей). При использовании клеточных маркеров стволовых клеток (Е-кадгерина и щелочной фосфатазы) показано, что важным клеточным элементом «ниши», влияющим на дифференцировку стволовых клеток, являются тучные клетки, мигрирующие при ХОЛОДОВЫХ воздействиях в эпителий.

Повышение миграции тучных клеток при холодовом воздействии в данном случае связано с передачей информационного воздействия на стволовые клетки через жидкую среду, которая уменьшает количество малодифференцированных клеток в эпителии.

В.А. Шаблий 1, Г.С. Лобынцева а, М.Д. Кучма а,

Д.В. Лобынцев а

Получение мезенхимальных стволовых клеток (МСК) из криоконсервированной ткани плаценты

1 Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Киев, Украина

2 ООО «Институт клеточной терапии», Киев, Украина

У A, Shabliy, G.S. Lobyntseva, M.D. Kuchma, D.V. Lobyntsev Isolation of mesenchymal stem cells from a placenta cryoconserved tissue

Для криоконсервирования ворсинчатой ткани плаценты применяли два вида криопротекторов: 1,5 и 0,7 М ДМСО; 1,5 ДМСО + 0,1 М сахароза и 1,5 М про-пандиол. Тканевый материал замораживали в криоампулах (4,5 мл) по ступенчатой программе, в каждом варианте корректируя точку сидинга.

Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том V, № 3, 2010