Тотипотентные клетки получили из плюрипотентных стволовых клеток человека

Изучение эмбрионов человека связано как с методологическими, так и с этическими трудностями. Международная группа ученых придала плюрипотентным стволовым клеткам признаки, характерные для 8-клеточной стадии эмбрионального развития, с помощью подходящей среды. Из этих клеток они получили клетки трофобласта, бластоиды, химерные бластоцисты и тератомы.

Credit:
123rf.com

Ученые из Китая, Бангладеша и Великобритании использовали плюрипотентные стволовые клетки человека для получения тотипотентных клеток, имитирующих 8-клеточную стадию эмбрионального развития (8C). Они «омолодили» клетки без использования трансгенов. По словам авторов, это важный шаг на пути к регенерации органов и к лучшему пониманию человеческого эмбриогенеза.

Авторы провели скрининг ингибиторов сигнальных и эпигенетических путей на праймированных эмбриональных стволовых клетках. В результате они нашли подходящую среду, чтобы получить наивные плюрипотентные стволовые клетки из праймированных плюрипотентных стволовых клеток человека. Конверсия заняла 12 дней (три пассажа) без признаков клеточной смерти. Клетки жили долгое время без появления аномалий кариотипа.

Повышая дозу некоторых компонентов этой среды, авторы активировали экспрессию генов, ассоциированный с тотипотентностью, таких как TPRX1, ZSCAN4, ZSCAN5B, DUXA/B и ZNF280A. Эти клетки сохраняли нормальный кариотип, но не выдерживали долговременного культивирования, так как тотипотентные клетки не обладают большими способностями к самообновлению. Стадии перехода к новому состоянию охарактеризовали с помощью РНК-секвенирования единичных клеток. В результате в культуре обнаружили популяцию клеток в состоянии, близком к 8-клеточной стадии эмбрионального развития (8CLC), которые можно отсортировать.

Ученые охарактеризовали полученные 8CLC. Уровень метилирования был схож у этих клеток и клеток 8C-эмбрионов. Анализ областей закрытого и открытого хроматина также показал схожие паттерны.

После этого исследователи проанализировали, как изменялись петтерны экспрессии генов при переходе от плюрипотентных стволовых клеток к 8CLC. Динамика генной экспрессии хорошо коррелировала с доступностью хроматина в соответствующих локусах. В 8CLC сильнее экспрессировались 449 генов, в то время как очень немногие гены экспрессировались слабее, чем у плюрипотентных клеток. Среди генов, экспрессирующихся сильнее, были TPRX1, ZSCAN4, ZNF280A, DUXA и DPPA3, а также гены, связанные с синтезом белков и РНК-метаболизмом.

Авторы оценили способность 8CLC к дифференцировке. Они получили клетки трофобласта, бластоиды и тератомы, а также химерные бластоцисты, которые подсадили мышам и выращивали до E10,5 in vivo.

Источник

Md. Abdul Mazid, et al. Rolling back of human pluripotent stem cells to an 8-cell embryo-like stage // Nature (2022), published March 21, 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-04625-0

Добавить в избранное

Вам будет интересно