Карбогидраты регулируют плюрипотентность стволовых клеток

08.02.200830060
Плюрипотентность – это свойство стволовых клеток дифференцироваться во все типы клеток эмбриона, внезародышевых тканей и взрослого организма. Было обнаружено, что гепаран-сульфат (HS, от heparan sulfate), молекулы которого связаны с некоторыми протеинами клеточной поверхности, крайне необходим для нормальной пролиферации и поддержания свойств эмбриональных стволовых клеток (ЭСК).

Терапевтический потенциал ЭСК является следствием их уникальных свойств: самообновления и плюрипотентности. В течение долгого времени исследователи пытались раскрыть механизмы, лежащие в основе этих свойств, однако, несмотря на то, что были выделены и описаны многие внутриклеточные и внеклеточные сигнальные факторы, участвующие в поддержании плюрипотентности и самообновления, механизмы их взаимодействия оставались нераскрытыми.

Исследователи под руководством профессора Шоко Нишихары (Shoko Nishihara) провели серию экспериментов, выяснив, что происходит с ЭСК мыши, если синтез гепаран-сульфата понижен либо отсутствует. Они обнаружили, что в такой ситуации три главных внеклеточных фактора, определяющих свойства ЭСК: Wnt, FGF и BMP, не были способны индуцировать адекватный клеточный ответ.

В результате этого клетки, продуцировавшие гепаран-сульфат в пониженной концентрации, характеризовались замедленным ростом и могли спонтанно дифференцироваться, что соотносилось со степенью понижения концентрации гепаран-сульфата. Нишихара и коллеги предположили, что гепаран-сульфат может быть компонентом, обеспечивающих связь внеклеточных и внутриклеточных сигнальных путей, обеспечивающих самообновление популяций ЭСК, а также в будущем может стать мишенью для генетической модификации стволовых клеток.


Модель поддержания свойств ЭСК, предложенная Nishihara et al. Показана работа факторов, которые предотвращают дифференцировку стволовых клеток. Фактор LIF активирует STAT3, который через активацию транскрипции гена Myc блокирует дифференцировку ЭСК во всех направлениях, кроме нейронального. Сигнальный каскад BMP/Smad, действуя через гепаран-сульфат (HS), блокирует нейрональную дифференцировку. Wnt/beta-catenin блокирует энтодермальную дифференцировку посредством активации внутриклеточного фактора Nanog. FGF, связываясь с гепаран-сульфатом, усиливает пролиферацию ЭСК.

По материалам:
American Society for Biochemistry and Molecular Biology

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей