Журнал исследований и терапии стволовых клеток

Абстрактный

Геномная нестабильность во время ранней дифференциации эмбриональных стволовых клеток

Клара И Эстебан-Перес, Гарольд Х. Морено-Ортис, Нэнси А. Райхерт и Дуэйн А. Уайз

Цель: Понимание того, как геномная нестабильность может быть вовлечена в регуляцию и установление приверженности клеточной линии во время дифференциации эмбриональных стволовых клеток, предоставит важные знания о биологии стволовых клеток. Целью этого исследования было определение новых молекулярных биомаркеров, расположенных вблизи генов эмбрионального развития, ответственных за сигналы эмбриональных стволовых клеток , которые управляют решениями о ранней судьбе клеток in vitro.

Методы: Анализ геномной нестабильности в 63 маркерах одиночных тандемных повторов из эмбриональных тел на 7, 14 и 30 день образцов культуры из линий эмбриональных стволовых клеток H1 и H7. Частоты мутаций определялись с помощью программного обеспечения SP-PCR из MD Anderson Cancer Center. Различия в частотах мутаций рассчитывались с помощью двустороннего t-теста с ap ≤ 0,05.

Результаты: Мы определили, что средние значения частот нестабильности в эмбриональных телах из двух разных линий эмбриональных стволовых клеток показали значительные различия во времени между ними. Различные маркеры, ставшие нестабильными во время спонтанной дифференциации, показали более высокие частоты нестабильности: один маркер, связанный с плюрипотентностью, девять маркеров с дифференциацией и восемь маркеров с импринтингом. Геномная нестабильность влияет на потерю плюрипотентности и приобретение специализации клеточной линии. Интересно, что потенциал дифференциации эмбриональных тел из двух линий стволовых клеток различался. Эмбриоидные тела из H1 были склонны к дифференциации нейроэктодермы по сравнению с таковыми из H7, которые показали функциональную дифференциацию в мезодерму (сократительная сердечная мышца).

Заключение: Мы предполагаем, что геномная нестабильность в повторяющихся регионах может быть сигналом для решения судьбы клетки во время дифференциации среди линий эмбриональных стволовых клеток. Наши результаты указывают на корреляцию нестабильности в специфических маркерах, расположенных вблизи генов развития и эпигенетических модуляторов в эмбриональных телах, которые подверглись спонтанной дифференциации in vitro. Значимость выяснения возможных молекулярных механизмов геномной нестабильности и валидации новых биомаркеров может потенциально поддержать использование эмбриональных стволовых клеток в качестве безопасного источника для клинических приложений.