ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК И КЛЕТОК-ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ И РЕГЕНЕРАЦИИ ОРГАНОВ
Аннотация
Стимуляция ангиогенеза в ишемизированных тканях путем воздействия различными ангиогенными факторами долгое время остается в центре внимания ученых. Ключевую роль в процессе неоангиогенеза при ишемии играют эндотелиальные клетки-предшественники, богатейшим резервуаром которых является костный мозг. Однако в некоторых тканях или в снабжающих орган кровеносных сосудах содержатся резидентные эндотелиальные клетки-предшественники, которые также участвуют в неоангиогенезе. Теоретически экзогенное введение клеток-предшественников эндотелиоцитов может способствовать восстановлению кровоснабжения органа. В ряде экспериментальных протоколов в целях стимуляции регенерации миокарда были апробированы различные типы клеток. В результате исследований был получен универсальный результат в виде улучшения сократительной функции сердца в различной степени, но механизмы этого эффекта трансплантации различных типов клеток остаются малоизученными. В статье рассматриваются преимущества и недостатки применения эмбриональных, гематопоэтических и мезенхимальных стволовых клеток с целью стимуляции ангиогенеза и регенерации органов и тканей.
Об авторе
М. В. Еремеева
Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН, Москва
Россия
Россия
Список литературы
1. Adams G.B. et al. Therapeutic targeting of a stem cell niche // Nat Biotechnol. 2007. Vol. 25. Р. 238−243.
2. Ahrlund-Richter L., De Luca M., Marshak D. et al. Isola- tion and Production of Cells Suitable for Human Ther- apy: Challenges Ahead // Cell Stem Cell. 2009. Vol. 4. Р. 20–26.
3. Angoulvant D., Fazel S., Li R.K. Neovascularization derived from cell transplantation in ischemic myocar- dium // Mol Cell Biochem. 2004. Vol. 264. Р. 133–142.
4. Asahara T. et al. Bone marrow origin of endothelial pro- genitor cells responsible for postnatal vasculogenesis in physiological and pathological neovascularization // Circ. Res. 1999. Vol. 85. Р. 221–228.
5. Bhatia M. AC133 expression in human stem cells // Leu- kemia. 2001. Vol. 15. Р. 1685–1688.
6. Brittan M., Braun K.M., Reynolds L.E. et al. Bone mar- row cells engraft within the epidermis and proliferate in vivo with no evidence of cell fusion // J. Pathol. 2005. Vol. 205. Р. 1–13.
7. Chambers I., Smith A. Self-renewal of teratocarcinoma and embryonic stem cells // Oncogene. 2004. Vol. 23. Р. 7150–7160.
8. Chochola M., Pytlík R., Kobylka P. et al. Autologous in- tra-arterial infusion of bone marrow mononuclear cells in patients with critical leg ischemia // Int. Angiol. 2008. Vol. 27 (4). Р. 281–290.
9. Condorelli G., Borello U., De Angelis L. et al. Cardio- myocytes induce endothelial cells to trans-differentiate into cardiac muscle: implication for myocardium re- generation // Proc. Nat. l Acad. Sci USA. 2001. Vol. 98. Р. 10733–10738.
10. Davani S., Deschaseaux F., Chalmers D. еt al. Can stem cells mend a broken heart? // Cardiovasc Res. 2005. Vol. 65. Р. 305–316.
11. Doss M.X., Koehler C.I., Gissel C. еt al. Embryonic stem cells: a promising tool for cell replacement therapy // J. Cell Mol. Med. 2004. Vol. 8. Р. 465–473.
12. Drukker M., Benvenisty N. The immunogenicity of hu- man embryonic stem-derived cells // Trends Biotechnol. 2004. Vol. 22. Р. 136–141.
13. Fernandez-Aviles F., San Roman J.A., Garcia-Frade J. Experimental and clinical regenerative capability of hu- man bone marrow cells after myocardial infarction // Circ Res. 2004. Vol. 95. Р. 742–748.
14. Friedenstein A.J., Chailakhjan R.K., Lalykina K.S. The development of fibroblast colonies in monolayer cultures of guineapig bone marrow and spleen cells // Cell Tissue Kinet. 1970. Vol. 3. Р. 393–403.
15. Galli D., Innocenzi A., Staszewsky L. Mesoangioblasts, vessel-associated multipotent stem cells, repair the in- farcted heart by multiple cellular mechanisms. A com- parison with bone marrow progenitors, fibroblasts and endothelial cells // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2005. Vol. 25. Р. 692–697.
16. Grove J.E., Bruscia E., Krause D.S. Plasticity of bone marrow derived stem cells // Stem Cells. 2004. Vol. 22. Р. 487–500.
17. Guo Y., Lubbert M., Engelhardt M. CD34-hematopoietic stem cells: current concepts and controversies // Stem Cells. 2003. Vol. 21. Р. 15–20.
18. Hatano S.Y., Tada M., Kimura H. еt al. Pluripotential competence of cells associated with Nanog activity // Mech Dev. 2005. Vol. 122. Р. 67–79.
19. Hattan N., Kawaguchi H., Ando K. et al. Purified car- diomyocytes from bone marrow mesenchymal stem cells produce stable intracardiac grafts in mice // Cardiovasc. Res. 2005. Vol. 65. Р. 334–344.
20. Heng B.C., Haider H.K., Sim E.K. еt al. Comments about possible use of human embryonic stem cellderived cardiomyocytes to direct autologous adult stem cells into the cardiomyogenic lineage // Acta Cardiol. 2005. Vol. 60. Р. 7–12.
21. Hodgson D.M., Behar A., Zingman L.V. еt al. Stable ben- efit of embryonic stem cell therapy in myocardial infarc- tion // Am J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2004. Vol. 287. Р. H471–H479.
22. Isner J.M. Myocardial gene therapy // Nature. 2002. Vol. 415. P. 234–239.
23. Kajstura J., Rota M., Whang B. et al. Bone marrow cells differentiate in cardiac cell leneages after infarction in- dependently of cell fusion // Circ. Res. 2005. Vol. 96. Р. 127–137.
24. Kaushal S. et al. Functional small-diameter neovessels created using endothelial.
25. Khurana R., Simons M. Insights from angiogenesis trials using fibroblast growth factor for advanced arterioscle- rotic disease // Trends Cardiovasc. Med. 2003. Vol. 13. Р. 116–122.
26. Kofidis T., deBruin J.L., Yamane T. еt al. Stimulation of paracrine pathways with growth factors enhances em- bryonic stem cell engraftement and host-specific differ- entiation in the heart after ischemic myocardial injury // Circulation. 2005. Vol. 111. Р. 2486–2493.
27. Koh C.J., Atala A. Tissue engineering, stem cells, and cloning: opportunities for regenerative medicine // J. Am. Soc. Nephrol. 2004. Vol. 15. Р. 1113–1125.
28. Landry D.W., Zucker H.A. Embryonic death and the cre- ation of human embryonic stem cells // J. Clin. Invest. 2004. Vol. 114. Р. 1184–1186.
29. Leong F.T., Freeman L.J. Acute renal infarction // J. R. Soc. Med. 2005. Vol. 98. Р. 121–122.
30. Levenberg S., Golub J., Amit M. еt al. Endothelial cells derived from human embryonic stem cells // Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2002. Vol. 99. Р. 4391–4396.
31. Li R.K., Jia Z.Q., Weisel R.D., Merante F., Mickle D.A. Smooth muscle cell transplantation into myocardial scar tissue improves heart function // J. Mol. Cell Cardiol. 1999. Vol. 31. Р. 513–522.
32. Lunde K., Solheim S., Aakhus S. et al. Exercise capacity and quality of life after intracoronary injection of autolo- gous mononuclear bone marrow cells in acute myocar- dial infarction: results from the Autologous Stem cell Transplantation in Acute Myocardial Infarction (ASTAMI) randomized controlled trial // Am. Heart J. 2007.
33. Vol. 154. Р. 710.e1–710.e8.
34. Majka S.M. et al. Distinct progenitor populations in skeletal muscle are bone marrow.
35. Martin M.J., Muotri A., Gage F., and Varki A. Human embryonic stem cells express an immunogenic nonhuman sialic acid // Nat. Med. 2005. Vol. 11. Р. 228–232.
36. Menasche P. Skeletal muscle satellite cell transplantation // Cardiovasc. Res. 2003. Vol. 58. Р. 351–357.
37. Morrison S.J., Weissman I.L. The long-term repopula- ting subset of hematopoietic stem cells is deterministic and isolatable by phenotype // Immunity. 1994. Vol. 1.Р. 661–673.
38. Napoli C. et al. Therapeutic targeting of the stem cell niche in experimental hindlimb ischemia // Nat. Clin.
39. Pract. Cardiovasc. Med. 2008. Vol. 5. Р. 571–579.
40. Odorico J.S., Kaufman D.S., Thomson J.A. Multilineage differentiation from human embryonic stem cell lines //
41. Stem Cells. 2001. Vol. 19. Р. 193–204.
42. Osawa M., Nakamura K., Nishi N. еt al. In vivo self-renewal of c Kit+ Sca-1+Lin(low/-) hematopoietic stem
43. cells // J. Immunol. 1996. Vol. 156. Р. 3207–3214.
44. Otani A. et al. Bone marrow derived stem cells target retinal astrocytes and can promote or inhibit retinal angiogenesis // Nat. Med. 2002. Vol. 8. Р. 1004–1010.
45. Palermo A.T., Labarge M.A., Doyonnas R., Pomerantz J., and Blau H.M. Bone marrow contribution to skeletal muscle: a physiological response to stress // Dev Biol. 2005. Vol. 279. Р. 336–344.
46. Pera M.F., Trounson A.O. Human embryonic stem cells: prospects for development // Development. 2004.
47. Vol. 131. Р. 5515–5525.
48. Pittenger M.F., Martin B.J. Mesenchymal stem cells and their potential as cardiac therapeutics // Circ. Res. 2004.
49. Vol. 95. Р. 9–20.
50. Rao M., Condic M.L. Alternative Sources of Pluripotent Stem Cells: Scientific Solutions to an Ethical Dilem- ma // Stem Cells and Development. 2008. Vol. 17. No 1. Р. 1–10.
51. Reyes M. et al. Origin of endothelial progenitors in human postnatal bone marrow // J. Clin. Invest. 2002. Vol. 109. Р. 337–346.
52. Sata M. et al. Hematopoietic stem cells differentiate into vascular cells that participate in the pathogenesis of athe- rosclerosis // Nat. Med. 2002. Vol. 8. Р. 403–409.
53. Schachinger V., Erbs S., Elsasser A. et al. (2006). Im- proved clinical outcomes after intracoronary admi- nistration of bone-marrow-derived progenitor cells in acute myocardial infarction: final 1-year results of the REPAIR-AMI trial // Eur. Heart J. 2006. Vol. 27. Р. 2775–2783.
54. Schulinder M., Yanuka O., Itskovitz-Elder J., Melton D., Benvenisty N. Effects of eight growth factors on the differentiation of cells derived from human embryonic stem cells // Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2000. Vol. 97. Р. 11307–11312.
55. Shizuru J.A., Negrin R.S., Weissman I.L. Hematopoietic stem and progenitor cells: clinical and preclinical re- generation of the hematolymphoid system // Annu Rev Med. 2005. Vol. 56. Р. 509–538.
56. Silva G.V., Litovsky S., Assad J.A.R., Sousa A.L.S. et al. Mesenchymal stem cells differentiate into an endothelial phenotype, enhance vascular density, and improve heart function in a canine chronic ischemia model // Circula- tion. 2005. Vol. 111. Р. 150–156.
57. Smith J.R., Pochampally R., Perry A., Hsu S.C., Proc- kop D.J. Isolation of a highly clonogenic and multipo- tential subfraction of adult stem cells from bone marrow stroma // Stem Cells. 2004. Vol. 22. Р. 823–831.
58. Takeda Y., Mori T., Imabayashi H., Kiyono T. et al. Can the life span of human marrow stromal cells be prolonged by bmi-1, E6, E7, and/or telomerase without affecting cardiomyogenic differentiation? // J. Gene Med. 2004. Vol. 6. Р. 833–845.
59. Tzukerman M., Rosenberg T., Ravel Y. еt al. An experi- mental platform for studying growth and invasiveness of tumor cells within teratomas derived from human em- bryonic stem cells // Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2003. Vol. 100. Р. 13507–13512.
60. Wang J.S., Shum-Tim D., Chedrawy E. et al. The coro- nary delivery of marrow stromal cells for myocardial re- generation: pathophysiological and therapeutic implica- tions // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2001. Vol. 122 (4). Р. 699–705.
61. Weissman I.L., Anderson D.J., Gage F. Stem and pro- genitor cells: origins, phenotypes, lineage commitments, and transdifferentiations // Annu Rev Cell Dev Biol. 2001. Vol. 17. Р. 387–403.
62. Yamada S., Nelson T.J., Crespo-Diaz R.J. et al. Embry- onic stem cell therapy of heart failure in genetic cardio- myopathy Stem Cells. 2008. Vol. 26 (10). Р. 2644–2653.
63. Yoon Y.S., Wecker A., Heyd L., Park J.S. et al. Clonally expanded novel multipotent stem cells from human bone marrow regenerate myocardium after myocardial infarc- tion // J. Clin. Invest. 2005. Vol. 115. Р. 326–338.
64. Young P.P., Hofling A.A., Sands M.S. VEGF increases engraftment of bone marrow-derived endothelial proge- nitor cells (EPCs) into vasculature of newborn murine recipients // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. Vol. 99. Р. 11951–11956.
65. Yuasa S., Itabashi Y., Koshimizu U., Tanaka T. et al. Transient inhibition of BMP signaling by Noggin indu- ces cardiomyocyte differentiation of mouse embryonic stem cells // Nat. Biotechnol. 2005. Vol. 23. Р. 607–611.
66. Zhang M., Methot D., Poppa V., Fujio Y. еt al. Cardio- myocyte grafting for cardiac repair: graft cell death and anti-death strategies // J. Mol. Cell Cardiol. 2001. Vol. 33. Р. 907–921.
Для цитирования:
Еремеева М.В. ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК И КЛЕТОК-ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ И РЕГЕНЕРАЦИИ ОРГАНОВ. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2010;12(1):86-93. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2010-1-86-93
For citation:
Eremeeva M.V. APPLICATION OF STEM CELLS AND PRECURSOR CELLS FOR STIMULATION OF ORGAN REVASCULARIZATION AND REGENERATION. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2010;12(1):86-93. (In Russ.) https://doi.org/10.15825/1995-1191-2010-1-86-93
Просмотров: 266
Послать статью по эл. почте 