Исследователи из Станфордского Университета (США) показали, что ростовой фактор IGF-1
(insulin-like growth factor -1) способствует заживлению поврежденной мышцы путем захватывания
стволовых клеток из кровотока.
Известно, что стволовые клетки из костного мозга (bone-marrow-derived cells) участвуют в
поддержании работы различных оранов, - скелетных мышц, печени, печени, мозга. Это было показано
при клеточной трансплантации стволовые клетки из костного мозга от генно-модифицированных
животных. Благодаря тому, что стволовые клетки генно-модифицированы, возможно их пометить и
проследить их судьбу в новом организме.
Американские ученые из Стенфорда Алессандра Сакко, Регис Дойонас, Марк Ла Барж, Марк
Наммер, Пегги Крафт и Хелен Блау решили выяснить, как ростовой фактор фактор IGF-1 помогает
заживлению поврежденных мышц, и участвуют ли стволовые клетки в этом заживлении. Ученые ввели
ген этого ростового фактора в мышцы с помощью электропорации. Кроме того, в мышцы инъецировали
нотексин, который вызывает повреждение мышечной ткани. Экспрессия IGF-1 в тканях была
подтверждена с помощью обращенного ПЦР.
Ученые показали, что введение гена IGF-1 в мышцы приводит к захвату стволовых клеток из
кровотока и превращению их в мышечные волокна. Изучаемые мыши были дикого типа, но им были
инъецированы стволовые клетки костного мозга от генно-модифицированных мышей с зеленым
флюоресцентным белком, и судьбу стволовых клеток можно было проследить по экспрессии зеленого
белка.
Электропорация сама по себе вызывает повреждение мышцы, но по сравнение с инъекцией
нотексина.
После того, как исследователи ввели ген IGF-1 в мышечные волокна и подтвердили, что это помогает
захвату стволовых клеток из кровотока, они обратились к другой экспериментальной модели, --
трансплантаци миобластов скелетных мышц. Биологи получили культуру миобластов из генно-
модифицированных мышек, в клетки которых был встроен ген бета-галактозидазы. Такие миобласты они
трансдуцировали вирусными векторами с геном IGF-1, и с помощью вестерн-блота подтвердили
экспрессию этого ростового фактора.
Затем экспериментаторы облучили мышей дикого типа с помощью радиации, уничтожив у этих
мышей костный мозг, а потом ввели таким мышам стволовые клетки костного мозга от другой линии
генно-модифицированных мышей, клетки которых продуцируют зеленый флуоресцентный белок. После
этого мышам были инъецированы генно-модифицированые скелетные миобласты. Через четыре недели
после операции мышцы были изучены на предмет экспрессии как зеленого белка, так и бета-
галактозидазы. Было показано, что инъекция генно-модифицированных миобластов, экспрессирующих
IGF-1, также ведет к захвату стволовых клеток из кровотока.
Кроме того, ученые показали на схожей модели, что внутримышечная инъекция белка IGF-1 тоже
ведет к захвату стволовых клеток из кровотока.
Чтобы понять механизм вклада стволовых клеток из кровотока в заживлении мышцы, американские
исследователи провели эксперимент по совместному культивирование стволовых клеток из костного
мозга от мышей с зеленым флюоресцентным белком и скелетных миобластов от мышей дикого типа, и
индуцировали дифференцировку мышечных фибрилл.
Они продемонстрировали, что стволовые клетки могут сливаться с мышечными фибриллами. Как
считают американские ученые, слияние клеток – это основный механизм, который работает в случае
заживления поврежденных мышц стволовыми клетками из кровотока.
Источник новости: Alessandra Sacco, Regis Doyonnas, Mark A. LaBarge, Mark M. Hammer, Peggy
Kraft, and Helen M. Blau, 2IGF-I increases bone marrow contribution to adult skeletal muscle and enhances
the fusion of myelomonocytic precursors. JCB. 2005. Volume 171, 483-492
Пересказал А. Ермаков