Научная статья на тему 'Сравнительное исследование миграции и распределения донорских клеток костного мозга и селезенки в лимфоидные и нелимфоидные органы в разные сроки после трансплантации in vivo у мышей CBA'

Сравнительное исследование миграции и распределения донорских клеток костного мозга и селезенки в лимфоидные и нелимфоидные органы в разные сроки после трансплантации in vivo у мышей CBA Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
276
95
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КЛЕТКИ КОСТНОГО МОЗГА / СПЛЕНОЦИТЫ / МИГРАЦИЯ / SRY-ГЕН Y-ХРОМОСОМЫ / BONE MARROW CELLS / SPLEEN CELLS / MIGRATION / Y CHROMOSOME SRY GENE

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Соловьева Анастасия Олеговна, Повещенко Александр Федорович, Повещенко Ольга Владимировна, Зубарева Кристина Эдуардовна, Миллер Татьяна Владимировна

Целью данной работы было сравнительное исследование миграционной активности и распределения in vivo клеток костного мозга и спленоцитов самцов мышей линии СВА при сингенной внутривенной трансплантации самкам. В качестве маркера клеток донора был использован sry-ген Y-хромосомы клеток костного мозга самцов-доноров. Исследована динамика миграции и проведен сравнительный анализ распределения sry-позитивных клеток костного мозга и спленоцитов доноров-самцов в разные сроки после внутривенной трансплантации (через 1 ч, 24 ч, 1 мес., 3 мес.) в коже, лимфатических узлах, печени, селезенке, сердце, головном мозге, костном мозге в органах сингенных реципиентов, самок мышей линии СВА. Обнаружено, что клетки костного мозга и спленоциты мигрируют с различной динамикой во все исследуемые органы, как в лимфоидные, так и в нелимфоидные, во все сроки после трансплантации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Соловьева Анастасия Олеговна, Повещенко Александр Федорович, Повещенко Ольга Владимировна, Зубарева Кристина Эдуардовна, Миллер Татьяна Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARATIVE STUDY ON THE MIGRATION AND DISTRIBUTION OF BONE MARROW AND SPLEEN CELLS INTO LYMPHOID AND NON-LYMPHOID ORGANS OF CBA MICE in vivo IN DIFFERENT PERIODS AFTER TRANSPLANTATION

The purpose of this study was to examine the migration activity and distribution of in vivo bone marrow cells and splenocytes of male CBA intravenous transplantation in syngeneic females. As a marker of cell donor was used Y chromosome sry gene of male donor bone marrow cells and spleen cells. The dynamics of migration and comparative analysis of the distribution of sry -positive cells of bone marrow and spleen donor males in different periods after intravenous transplantation (after 1 hour, 24 hours, 1 month, 3 months) in skin, lymph nodes, liver, spleen, heart, brain, bone marrow of the organs of syngeneic recipients, female CBA mice have been studied. It has been found that bone marrow and spleen cells migrate with different dynamic into all studied organs, both into lymphoid and non–lymphoid during all periods after transplantation.

Текст научной работы на тему «Сравнительное исследование миграции и распределения донорских клеток костного мозга и селезенки в лимфоидные и нелимфоидные органы в разные сроки после трансплантации in vivo у мышей CBA»

УДК 612.42:612.017.1

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МИГРАЦИИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДОНОРСКИХ КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА И СЕЛЕЗЕНКИ В ЛИМФОИДНЫЕ И НЕЛИМФОИДНЫЕ ОРГАНЫ В РАЗНЫЕ СРОКИ ПОСЛЕ ТРАНСПЛАНТАЦИИ in vivo У МЫШЕЙ CBA

Анастасия Олеговна СОЛОВЬЕВА1, Александр Федорович ПОВЕЩЕНКО2, Ольга Владимировна ПОВЕЩЕНКО2, Кристина Эдуардовна ЗУБАРЕВА2, Татьяна Владимировна МИЛЛЕР2, Владимир Иосифович КОНЕНКОВ2

1 ФГБУ Новосибирский НИИ патологии кровообращения им. академика Е.Н. Мешалкина Минздрава России

630055, г. Новосибирск, ул. Речкуновская, 15

2 ФГБУ НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Целью данной работы было сравнительное исследование миграционной активности и распределения in vivo клеток костного мозга и спленоцитов самцов мышей линии СВА при сингенной внутривенной трансплантации самкам. В качестве маркера клеток донора был использован sry-ген Y-хромосомы клеток костного мозга самцов-доноров. Исследована динамика миграции и проведен сравнительный анализ распределения sry-позитивных клеток костного мозга и спленоцитов доноров-самцов в разные сроки после внутривенной трансплантации (через 1 ч, 24 ч, 1 мес., 3 мес.) в коже, лимфатических узлах, печени, селезенке, сердце, головном мозге, костном мозге в органах сингенных реципиентов, самок мышей линии СВА. Обнаружено, что клетки костного мозга и спленоциты мигрируют с различной динамикой во все исследуемые органы, как в лимфоидные, так и в нелим-фоидные, во все сроки после трансплантации.

Ключевые слова: клетки костного мозга, спленоциты, миграция, sry-ген Y-хромосомы.

В последние десятилетия наблюдается бурное развитие клеточных технологий, клеточной реконструктивной терапии. Успехи применения клеточных технологий невозможны без сравнительного изучения фундаментальных свойств разных популяций клеток, например, таких как миграция и распределение в лимфоидных и не-лимфоидных органах [2]. Целью данной работы является сравнительное исследование миграционной активности и распределения в лимфоид-ных и нелимфоидных органах клеток костного мозга и селезенки в условиях внутривенной трансплантации сингенным реципиентам in vivo.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В работе использовались самцы и самки мышей линии СВА в возрасте 8-12 недель. Животные находились на стандартной сбалансированной

диете в виварии СО РАМН. Эксперименты проводили с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации, в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Суспензию костного мозга выделяли из бедренных костей самцов СВА, в стерильных условиях удаляли эпифизы, а диафизы промывали средой ЯРМ1-1640. Спленоциты получали гомогенизацией селезенки самцов СВА в стерильных условиях в среде ЯРМ1-1640. Клетки костного мозга и спленоциты мышей-доноров суспендировали в среде ЯРМЫ640 при комнатной температуре и вводили мышам-реципиентам (самкам СВА) в хвостовую вену в концентрации 10 х 106 клеток/ мышь. Через 1 ч, 24 ч, 1 мес. и 3 мес. после трансплантации у реципиентов выделяли паховые и аксиллярные лимфатические узлы, селезенку, пе-

Соловьева А.О. - младший научный сотрудник, e-mail: [email protected] Повещенко А.Ф. - д.м.н., зав. лабораторией, e-mail: [email protected] Повещенко О.В. - к.м.н., зав. лабораторией, e-mail: [email protected] Зубарева К.Э. - младший научный сотрудник, e-mail: [email protected] Миллер Т.В. - аспирант, e-mail: [email protected]

Коненков В.И. - д.м.н., проф., академик РАМН, директор, e-mail:[email protected]

чень, сердце, кожу, мышцы бедра, головной мозг, костный мозг и замораживали при температуре -70 оС.

Цельная ДНК была выделена из замороженных органов при помощи стандартной обработки додецилсульфатом натрия (SDS) с протеиназой К и методом высаливания. Полученную ДНК растворяли в 500 мкл воды и замораживали при температуре -20 оС [4].

Для обнаружения клеток донорского происхождения в органах реципиента использовали маркер Y-хромосомы (ген sry), который был выявлен с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Пробы ДНК приводили к единой концентрации, амплифицировали в реакционной смеси, содержащей мышиные праймеры, специфичные для Y-хромосомы [9]. Условия ПЦР: денатурация при 95 оС в течение 3 мин, затем 35 циклов по 50 с при 94 оС, 50 с при 52 оС и 50 с при 72 оС. Далее проводили ПЦР, используя вложенные праймеры [1]. В качестве матрицы использовали 3 мкл ам-пликонов после первичной ПЦР. Условия амплификации были теми же, что и в случае первичной ПЦР, только с 25 циклами. В результате амплификации был получен фрагмент 320 пар оснований. В качестве позитивного и негативного контроля использовали ткань интактных самцов и самок соответственно. Полуколичественное определение маркера в органах проводили при помощи программного обеспечения Quantity One в денситометре Geldok (Bio-Rad, США) в единицах оптической плотности ампликонов электорофоре-граммы. Результаты представлены в виде M ± о, где M - среднее арифметическое, о - стандартное отклонение. Достоверность различий определяли с использованием непараметрического критерия Манна - Уитни и считали статистически значимыми при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Как видно из табл. 1, после введения клеток костного мозга и спленоцитов самцов-доноров ДНК sry-гена Y-хромосомы определялась во всех исследуемых органах во все сроки после трансплантации. То есть клетки костного мозга и спле-ноциты, введенные внутривенно, мигрируют во все органы и ткани и остаются в них в течение всего периода исследования (3 мес.).

Интенсивность миграции клеток костного мозга и селезенки различается и варьирует в зависимости от органа и срока после введения. Так, минимальные показатели миграции и/или накопления sry-позитивных клеток костного мозга и спленоцитов донора были обнаружены в коже через 1 и 24 ч после введения. Максимальные пока-

затели миграции спленоцитов обнаружены в лимфатические узлы и в селезенку (достоверно выше по сравнению с показателями миграции клеток костного мозга) через 1 мес. после трансплантации. Максимальные показатели маркера клеток костного мозга обнаружены через 3 мес. после трансплантации в костном мозге (табл. 1, 2). В первый час после введения большинство имплантированных клеток костного мозга, которое определялось по уровню маркера (угу-ген), было обнаружены в печени и в селезенке, различия были достоверными по сравнению с показателями миграции спленоцитов. Через 24 ч после трансплантации обнаружены достоверно более высокие показатели миграции угу-позитивных спленоцитов в лимфатические узлы по сравнению с клетками костного мозга.

Через 1 мес. после трансплантации увеличиваются показатели накопления угу-позитивных спленоцитов (по сравнению с клетками костного мозга) в лимфатических узлах, различия были достоверными по сравнению с соответствующими показателями спленоцитов.

Высоки показатели накопления донорских клеток через 1 мес. в селезенке, причем показатели маркеров спленоцитов статистически превышают таковые клеток костного мозга (см. табл. 1, 2).

Через 3 мес. после трансплантации максимальным было накопление клеток в печени. Максимальное накопление спленоцитов донорского происхождения в данную временную точку отмечалось в лимфатических узлах, печени и селезенке. Максимальное количество маркера клеток костного мозга определялось в костном мозге реципиента. Минимальные показатели накопления спленоцитов отмечаются в головном мозге, клеток костного мозга - в коже (см. табл. 1, 2).

При исследовании временной динамики миграции и/или накопления угу-позитивных сплено-цитов в лимфатических узлах было обнаружено постепенное их увеличение с максимальными значениями через 1 мес. после трансплантации с некоторым снижением через 3 мес. Причем показатели миграции и накопления спленоцитов были достоверно выше, чем клеток костного мозга (см. табл. 1, 2).

При исследовании временной динамики миграции и/или накопления .гу-позитивных клеток в печени был обнаружен высокий уровень миграции клеток костного мозга и спленоцитов через 1 ч с некоторым снижением через 24 ч и постепенным увеличением в последующем. Через 3 мес. уровень маркера донорских клеток в печени максимален (см. табл. 1, 2).

СП

5 ь ь гп

Таблица 1

Интенсивность миграции и интеграции клеток костного мозга мышей самцов СВА в органы сингенныхреципиентов самок в разные сроки

после внутривенной трансплантации

Орган Время после трансплантации

1 ч 24 ч 1 мес. 3 мес.

ккм спленоциты ккм спленоциты ккм спленоциты ккм спленоциты

Печень 969,71 ± 118,54 767,36 ± 59,72 697,05 ± 57,87 730,13 ±93,59 916,63 ± 111,67 791,52 ±98,06 1071,45 ± 125,69 1052,71 ±74,31

Селезенка 954,66 ± 117,09 1103,96 ±66,85 767,12 ± 119,68 864,90 ± 140,75 1087,57 ±28,50 1116,80 ± 131,85 889,44 ± 100,04 1041,95 ± 16,01

Лимфатические узлы 811,35 ±50,65 957,78 ±74,15 506,44 ± 192,64 916,20 ±77,05 795,28 ± 100,02 1169,85 ± 122,64 502,57 ± 89,62 1131,52 ±53,58

Сердце 555,68 ±85,33 761,33 ± 77,68 734,58 ±83,18 638,77 ±52,48 534,85 ±92,61 624,43 ± 55,37 686,99 ± 80,47 806,98 ± 46,08

Костный мозг 853,82 ± 78,06 879,90 ± 74,26 655,81 ±78,04 791,43 ±76,49 1165,27 ± 146,93 818,16 ±64,31 1123,08 ±67,36 892,56 ± 70,67

Головной мозг 629,79 ± 88,42 441,31 ± 140,22 793,53 ± 104,46 702,89 ± 70,36 772,56 ± 76,28 709,50 ± 94,76 876,63 ± 82,08 380,86 ± 95,09

Кожа 267,13 ±67,58 207,87 ± 47,32 289,28 ±91,56 222,12 ±74,60 375,31 ± 111,24 322,76 ± 123,14 276,46 ± 87,76 377,12 ±65,31

Таблица 2

Уровни достоверности различий между исследуемыми группами

Орган ккм1 ккм2 ккмЗ

ккм2 ккмЗ ккм4 спл1 спл2 сплЗ спл4 ккмЗ ккм4 спл1 спл2 сплЗ спл4 ккм4

Печень 0,00101 0,01789 0,00329 0,00427 0,00109 0,0032 0,00407 0,00526 0,0015 0,02092 0,00038 0,00411

Селезенка 0,0015 0,01911 0,01261 0,01557 0,00016 0,02837 0,00016 0,00038 0,00067 0,00016

Лимфатические узлы 0,0015 0,00016 0,00016 0,01017 0,00016 0,00016 0,0015 0,00016 0,00051 0,00016 0,00016 0,00021

Сердце 0,00067 0,00516 0,00051 0,02334 0,01017 0,00016 0,00051 0,01911 0,01261 0,00194

Костный мозг 0,00038 0,00038 0,00016 0,00016 0,00016 0,00021 0,0025 0,00067 0,00016

Головной мозг 0,00516 0,00194 0,00074 0,0025 0,04125 0,04125 0,00051 0,00038 0,01017 0,02334 0,00021

Орган ккмЗ ккм4 спл1 спл2 сплЗ

спл1 спл2 сплЗ спл4 спл1 спл2 сплЗ спл4 спл2 сплЗ спл4 сплЗ спл4 спл4

Печень 0,00541 0,01517 0,02749 0,00252 0,00172 0,00093 0,00109 0,00024 0,00033 0,00029

Селезенка 0,0025 0,00029 0,0025 0,0065 0,0025 0,0065 0,01017

Лимфатические узлы 0,00051 0,01557 0,00016 0,00016 0,00016 0,00016 0,00016 0,00016 0,0032 0,00115 0,00067 0,00016

Сердце 0,00051 0,01017 0,01557 0,00016 0,00194 0,0015 0,0015 0,04937 0,00029 0,00018

Костный мозг 0,00067 0,00016 0,00021 0,00051 0,00016 0,00016 0,00016 0,00016 0,02334 0,04125 0,00194 0,04125

Головной мозг 0,00038 0,01557 0,00016 0,00038 0,00074 0,00187 0,00038 0,00194 0,00194 0,00016 0,00021

Кожа 0,0318

со

Примечание. ккм1, ккм2, ккмЗ, ккм4 - клетки костного мозга через 1 ч, 24 ч, 1 мес. и 3 мес. после трансплантации соответственно; спл1, спл2, сплЗ, спл4 - спленоциты через 1 ч, 24 ч, 1 мес. и 3 мес. после трансплантации соответственно.

При исследовании временной динамики миграции и/или накопления .гу-позитивных клеток в селезенке обнаружен высокий уровень миграции клеток костного мозга и спленоцитов через 1 ч. Затем наблюдается снижение указанных показателей через 24 ч, повышение через 1 мес. и достоверное увеличение показателей через 3 мес. после трансплантации спленоцитов по сравнению с клетками костного мозга (см. табл. 1, 2).

При исследовании временной динамики миграции и/или накопления .гу-позитивных клеток в сердце был обнаружен достоверно более высокий уровень миграции спленоцитов по сравнению с клетками костного мозга через 1 ч после трансплантации. В течение суток это различие нивелируется, причем уровень маркера клеток костного мозга в сердце выше, чем спленоцитов. Обнаружено увеличение показателей накопления угу-позитивных клеток в сердце через 3 мес. после трансплантации спленоцитов по сравнению с клетками костного мозга (см. табл. 1, 2).

При исследовании временной динамики миграции и/или накопления угу-позитивных клеток в костный мозг был выявлен достоверно более высокий уровень ремиграции клеток костного мозга по сравнению со спленоцитами через 1 и 3 мес. после трансплантации. Установлено увеличение показателей миграции и накопления .гу-позитивных спленоцитов в костном мозге через 24 ч после их трансплантации по сравнению с клетками костного мозга (см. табл. 1, 2).

Обнаружена миграция и накопление .гу-позитивных клеток в головном мозге реципиентов, причем клетки костного мозга мигрировали активнее, чем спленоциты, во все исследуемые сроки, но максимальный уровень наблюдался через 24 ч после трансплантации (см. табл. 1, 2).

Общая интенсивность миграции и накопления .гу-позитивных клеток костного мозга и спленоцитов в коже реципиентов была ниже, чем в других органах. Наиболее низкий уровень миграци и накопления .гу-позитивных клеток в коже реципиентов наблюдался через 24 ч после трансплантации (см. табл. 1, 2).

Таким образом, в первые сутки после введения клеток костного мозга и спленоцитов более выражена их миграция в лимфоузлы и селезенку, чем в другие лимфоидные органы, причем миграция последних преобладает.

В отдаленные сроки наблюдения (1 и 3 мес.) .гу-позитивные клетки костного мозга ремигри-руют и накапливаются преимущественно в костном мозге, а .гу-позитивные спленоциты - преимущественно в лимфатических узлах и селезенке.

Среди нелимфоидных органов в начальном периоде концентрация трансплантируемых кле-

ток максимальна в печени и сердце и минимальна в коже и головном мозге. К 3 мес. нарастает концентрация трансплантированных клеток костного мозга в головном мозге и остается стабильно невысокой в коже.

ОБСУЖДЕНИЕ

Эффективность клеточной трансплантации тесно связана с миграционной активностью введенных клеток. Так, нами установлено, что клетки костного мозга мигрируют во все исследуемые органы во все сроки после трансплантации, поскольку маркер определяется в костном мозге, лимфатических узлах, печени, селезенке, сердце, головном мозге, коже (см. табл. 1). Как известно, в костном мозге сосуществуют и функционально взаимодействуют два вида стволовых клеток: гемопоэтические и мезенхимальные [5, 10]. Перспективы использования стволовых клеток костного мозга в регенеративной медицине и тканевой инженерии связаны прежде всего с мезенхималь-ными стромальными стволовыми клетками костного мозга (МСК). МСК мультипотентны, так как после гетеро- и ортотопической трансплантации in vivo способны дифференцироваться в костные, хрящевые, эндотелиальные, мышечные, клетки нервной ткани и другие типы тканевых клеток мезенхимального происхождения [7].

Очевидно, что миграция зависит от особенностей запроса клеток микроокружения того или иного органа, от запаса пула собственных стволовых клеток в каждом органе. Миграционная активность мезенхимальных и гемопоэтических клеток костного мозга в органы и ткани организма может быть связана с выполняемыми ими функциями. В связи с этим стромальные клетки (их в костном мозге около 0,01 %) мигрируют в органы и ткани для поддержания пула регионарных стволовых клеток, участвующих в процессах пролиферации, дифференцировки и репарации органов и тканей, а гемопоэтические (их в костном мозге около 1 %) - в костный мозг и, возможно, в лимфоузлы. Именно гетерогенность трансплантированных клеток костного мозга обусловливает особенности их ремиграции в костный мозг. Так как миграция в костный мозг направлена на поддержание гемопоэза, то в костный мозг «ре-мигрируют» преимущественно стволовые (гемопоэтические) клетки. Стволовые клетки имеются не только в костном мозге, но и в селезенке. Селезенка не только содержит лимфоидную ткань, фагоциты, удаляющие старые клетки крови, но и наряду с костным мозгом участвует в процессах кроветворения. Таким образом, селезенка рассматривается как важнейшее депо и зрелых клеточ-

ных элементов крови, используемых организмом при кровопотере, и стволовых клеток. В настоящее время обсуждаются возможности изучения механизмов миграции стволовых клеток селезенки в поджелудочную железу при сахарном диабете и дифференцировку их в инсулинпродуцирую-щие клетки.

В литературе описаны механизмы миграции клеток, связанные с цитокинами, хемокинами и их рецепторами на клетках. Важным цитокином, регулирующим миграцию клеток, является высокомобильный групповой белок-1 (high mobility group box-1, HMGB1) - негистоновый протеин, требующийся для поддержания архитектуры хроматина. Ранее показано, что HMGB1 может пассивно освобождаться гибнущими клетками, являясь сигналом повреждения тканей, он индуцирует стволовые клетки к трансмиграции через эндотелиальный барьер [8]. Инициирующими сигналами к мобилизации МСК служат такие молекулярные сигналы из очага повреждения, как фактор стромальных клеток-1 (stromal cell-derived factor-1, SDF-1), решающую роль в синтезе которого играет тканевая гипоксия [3]. Блокада индуцируемого гипоксией фактора 1 (HIF-1) приводит к снижению синтеза SDF-1 и снижению адгезивной способности стволовых клеток в культуре. Взаимодействие хемокина SDF-1 и рецептора CXCR4 (C-X-C chemokine receptor type 4) является ключевым в регуляции хоминга и миграции стволовых клеток, в том числе и у мышей, оно контролирует прикрепление, заселение костного мозга стволовыми клетками в период эмбрионального развития и выход зрелых клеток костного мозга в циркуляцию крови. Активация SDF-1/CXCR4 происходит в ответ на воспалительные, хемотактические стимулы, такие как ИЛ-6, выделяющиеся в очаге воспаления, инфаркте, инсульте, травме, опухоли, при образовании новых сосудов, для рекрутирования эндотелиаль-ных клеток предшественников.

Миграция лимфоцитов из кровяного русла во вторичные лимфоидные ткани (лимфатические узлы или Пейеровы бляшки) происходит при взаимодействии хоминг-рецепторов с сосудистыми адрессинами на поверхности клеток высокого эндотелия в этих тканях [11]. Как видно из полученных нами результатов, процессы миграции клеток-предшественников костного мозга тесно связаны с их последующей пролиферацией и дифферен-цировкой. Так, например, увеличение количества маркера в органах через 1 и 24 ч больше объяснимы именно миграцией клеток, а через 1 и 3 мес., вероятно, больше свидетельствуют о пластичности клеток, пролиферации и дифференцировке трансплантированных клеток в органах. Полу-

ченные нами сведения о миграции клеток костного мозга, а также данные литературы позволяют предположить, что мобилизация и хоминг представляют собой цепь взаимосвязанных физиологических событий, представляющих интерес с точки зрения возможности целенаправленного воздействия на ее звенья с целью повышения эффективности репаративной клеточной терапии.

Ряд авторов показали, что при внутривенной трансплантации мезенхимальные стволовые клетки уже в первые часы после трансплантации обнаруживаются практически во всех органах, однако через двое суток количество введенных клеток в организме реципиента уменьшается [7, 12]. В ходе исследования мы обнаружили, что клетки костного мозга и спленоциты мигрируют во все органы и ткани, в том числе и в головной мозг, причем в течение трех месяцев уровень определяемого маркера клеток донорского происхождения постепенно увеличивается, что может свидетельствовать о пролиферации и дифферен-цировке трансплантируемых клеток. При этом предполагается переход трансплантируемыми клетками гематоэнцефалического барьера и их активная миграция под действием молекулярных сигналов (например, цитокинов, хемокинов, продуцируемых клетками нервной системы, и их рецепторов) и химеризация тканей. Полученные результаты согласуются с данными литературы о том, что мезенхимальные клетки костного мозга обладают способностью проникать через гемато-энцефалический барьер и мигрировать от места введения к различным областям мозга [6].

Нами установлено, что при трансплантации как клеток костного мозга, так и спленоцитов маркер донорских клеток присутствует в органах реципиента в течение по крайней мере трех месяцев, причем в некоторых органах, таких как печень, селезенка, головной мозг, паховые и ак-силлярные лимфатические узлы, количество клеток донорского происхождения увеличивается со временем. Это может свидетельствовать о пролиферации и дифференцировке трансплантируемых клеток, что не противоречит теории о приобретении стволовыми клетками фенотипа зрелых. Трансплантированные клетки не только мигрируют и интегрируются в ткани, но и химеризуют их. Относительно дальнейшей судьбы трансплантированных клеток существуют разные мнения. Так, ряд исследователей считают, что клетки донора и реципиента сливаются [13], другая группа ученых предложила теорию трогоцитоза, при котором происходит перенос поверхностных клеточных антигенов донора на клетки реципиента

Данное исследование посвящено изучению миграции клеток костного мозга и селезенки у здоровых животных. Наша последующая экспериментальная работа будет направлена на изучение процессов миграции клеток при моделировании различных патологий.

ВЫВОДЫ

1. Клетки костного мозга и клетки селезенки мигрируют во все исследуемые органы во все сроки после трансплантации: маркер sry-гена Y-хромосомы определяется в лимфатических узлах, печени, селезенке, сердце, головном мозге, костном мозге, коже.

2. Интенсивность миграции клеток костного мозга и селезенки варьирует в зависимости от органа и срока после введения. Так, минимальные показатели миграции и/или накопления sry-по-зитивных клеток костного мозга и спленоцитов донора были обнаружены в коже через 24 ч. Максимальные показатели миграции спленоцитов в лимфатические узлы (достоверно выше по сравнению с показателями миграции клеток костного мозга) наблюдались через 1 мес. после трансплантации. Максимальные показатели миграции клеток костного мозга в селезенку обнаружены через 1 час после трансплантации.

3. Помимо хорошо известного пути миграции клеток из костного мозга в другие органы существует и обратный путь миграции клеток из кровотока в костный мозг. Другими словами, миграция созревающих в костном мозге клеток с различной стадией дифференцировки и пластичности носит непрерывный характер и является динамическим процессом. Обнаружена также миграция сплено-цитов в костный мозг. Максимальные показатели миграции и/или накопления sry-позитивных спленоцитов донора были обнаружены в коже через 24 часа, а затем они уменьшались и были достоверно ниже показателей миграции клеток костного мозга.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ведина Л.А., Сенников С.В., Труфакин В.А., Козлов В.А. Стволовые клетки эпителиального слоя тонкого кишечника // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2008. (2). 63-67.

2. Соловьева А.О., Повещенко А.Ф., Шевченко А.В. и др. Изучение динамики миграционной активности клеток костного мозга в условиях синген-ной трансплантации in vivo у мышей СВА // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2011. (3-1). 221-226.

3. Hitchon C., Wong K., Ma G. et al. Hypoxia-induced production of stromal cell-derived factor 1 (CXCL12) and vascular endothelial growth factor by synovial fibroblasts // Arthritis Rheum. 2002. 46. (10). 2587-2597.

4. Jolkowska J., Pieczonka A., Strabel T. et al. Hematopoietic chimerism after allogeneic stem cell transplantation: a comparison of quantitative analysis by automated DNA sizing and fluorescent in situ hybridization // BMC Blood Disord. 2005. 5. (1). 1-6.

5. Kog O.N., Gerson S.L., Cooper B.W et al. Rapid hematopoietic recovery after co-infusion of autologous-blood stem cells and culture-expanded marrow mesenchymal stem cells in advanced breast cancer patients receiving high-dose chemotherapy// J. Clin. Oncol. 2000. 18. 307-316.

6. Kopen G.C., Prockop D.J., Phinney D.G. Marrow stromal cells migrate throughout forebrain and cerebellum, and they differentiate into astrocytes after injection into neonatal mouse brains // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. 96. 10711-10716.

7. Li Z.H., Liao W., Cui X.L. et al. Intravenous transplantation of allogeneic bone marrow mesenchymal stem cells and its directional migration to the necrotic femoral head // Int. J. Med. Sci. 2011. 8. (1). 74-83.

8. Palumbo R., Bianchi M.E. High mobility group box 1 protein, a cue for stem cell recruitment // Biochem. Pharmacol. 2004. 68. (6). 1165-1170.

9. Pang W. Role of muscle-derived cells in hematopoietic reconstitution of irradiated mice // Blood. 2000. 95. (3). 1106-1108.

10. Park S.K., Won J.H., Kim H.J. et al. Co-transplantation of human mesenchymal stem cells promotes human CD34+ cells engraftment in a dose-dependent fashion in NOD/SCID mice // J. Korean Med. Sci. 2007. 3. 412-419.

11. Tavassoli M., Hardy C.L., Aizawa S. et al. Molecular mechanism of hematopoietic stem cell binding to the supportive stroma // Prog. Clin. Biol. Res. 1990. 352. 87-95.

12. Tomita Y., Makino S., Hakuno D. et al. Application of mesenchymal stem cell-derived cardiomyocytes as bio-pacemakers: current status and problems to be solved // Med. Biol. Eng. Comput. 2007. 45. (2). 209-220.

13. Weimann J.M., Charlton C.A., Brazelton T.R. Contribution of transplanted bone marrow cells to Purkinje neurons in human adult brains // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. 100. (4). 2088-2093.

14. YamanakaN., Wong C.J., GertsensteinM. Bone marrow transplantation results in human donor blood cells acquiring and displaying mouse recipient class I MHC and CD45 antigens on their surface // PLoS One. 2009. 4. (12). e8489.

COMPARATIVE STUDY ON THE MIGRATION AND DISTRIBUTION OF BONE MARROW AND SPLEEN CELLS INTO LYMPHOID AND NON-LYMPHOID ORGANS OF CBA MICE in vivo IN DIFFERENT PERIODS AFTER TRANSPLANTATION

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Anastasia Olegovna SOLOVIEVA1, Aleksander Fedorovich POVESHCHENKO2, Olga Vladimirovna POVESHCHENKO2, Kristina Eduardovna ZUBAREVA2, Tatyana Vladimirovna MILLER2, Vladimir Iosifovich KONENKOV2

1 Institute of Pathology of Circulation n.a. acad. E.N. Meshalkin of Minzdrav of Russia 630055, Novosibirsk, Rechkunovskaya str., 15

2 Institute of Clinical and Experimental Lymphology of SB RAMS 630117, Novosibirsk, Timakov str., 2

The purpose of this study was to examine the migration activity and distribution of in vivo bone marrow cells and splenocytes of male CBA intravenous transplantation in syngeneic females. As a marker of cell donor was used Y chromosome sry gene of male donor bone marrow cells and spleen cells. The dynamics of migration and comparative analysis of the distribution of sry-positive cells of bone marrow and spleen donor males in different periods after intravenous transplantation (after 1 hour, 24 hours, 1 month, 3 months) in skin, lymph nodes, liver, spleen, heart, brain, bone marrow of the organs of syngeneic recipients, female CBA mice have been studied. It has been found that bone marrow and spleen cells migrate with different dynamic into all studied organs, both into lymphoid and non-lymphoid during all periods after transplantation.

Key words: bone marrow cells, spleen cells, migration, Y chromosome sry gene.

Solovieva A.O. -junior researcher, e-mail: [email protected]

Poveshchenko A.F. - doctor of medical sciences, head of the laboratory, e-mail: [email protected] Poveshchenko O.V. - candidate of medical sciences, head of the laboratory, e-mail: [email protected] Zubareva K.E. -junior researcher, e-mail: [email protected] Miller T.V. - postgraduate student, e-mail: [email protected]

Konenkov V.I. - doctor of medical sciences, professor, academician of RAMS, director, e-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.