Плюрипотентные стволовые клетки человека

Человеческие плюрипотентные ЭСК, выделенные из позднего эпибласта, были впервые получены в 1998 г., что стало величайшим открытием биологии за последнее десятилетие [8]. Недавно был совершен другой прорыв в науке: прямое перепрограммирование дифференцированных человеческих соматических клеток в так называемые индуцированные ПСК (иПСК) посредством усиленной экспрессии генов плюрипотентности [9-11]. Применение иПСК вместо ЭСК снимает этические ограничения на использование эмбрионального материала. Перепрограммирование является захватывающим процессом, изучение которого, несомненно, будет продолжаться для развития понимания биологии стволовых клеток, регулирования клеточной программы, борьбы с онкологическими заболеваниями и старением.

Рисунок.
ЭСК (ESC, embryonic stem cells) человека могут быть выделены из эмбрионов, полученных путем экстракорпорального оплодотворения (1), в то время как иПСК (iPSC, induced pluripotent stem cells), могут быть получены путем прямого перепрограммирования соматических клеток, например, фибробластов кожи (2). Независимо от происхождения, эти ПСК обладают способностью давать начало всем типам соматических клеток, в том числе клеткам гемопоэтического ряда (HSC, hematopoietic stem cells) (3), благодаря чему появляется возможность изучать развитие тканей человеческого организма in vitro. Соматические клетки, полученные из ПСК, могут быть использованы как модельные объекты для изучения таких заболеваний, как лейкемия (4), для скрининга лекарственных препаратов (5) или в качестве агента клеточной терапии (6).

Использование человеческих ПСК для исследования онтогенеза гемопоэтических клеток (ГСК)

Вооружившись результатами исследований моделей на мышах, ученые получили возможность осуществить направленную дифференциацию человеческих ПСК в гемангиобласты [12], мультипотентные прогениторные клетки [13], лимфоидные клетки [14] и даже в гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки (ГСК) [15]. Однако все же имеется ряд проблем. Например, при дифференциации in vitro все стволовые клетки имеют тенденцию дифференцироваться, в результате чего их количество стремительно сокращается. В частности, образование зрелых эритроидных клеток или истинных ГСК пока увенчалось незначительным успехом. Более того, во многих исследованиях имеет место произвольное использование реагентов с неопределенным составом, таких как сыворотка животных или питающие (фидерные) клетки, которые могут мешать адекватной оценке процесса развития стволовых клеток и затруднять клиническое применение результатов таких наблюдений. Только сейчас мы начинаем понимать, почему отдельные линии стволовых клеток могут значительно различаться по способности образовывать специфические клоны. Этот факт ограничивает наши возможности в обобщении результатов, полученных на любом ограниченном множестве линий.