Журнал исследований и терапии стволовых клеток

Абстрактный

Эмбриональные стволовые клетки мышей синтезируют ретиноевую кислоту для стимуляции собственной дифференциации

Франческо Нери, Катерина Де Клементе, Маурицио Орландини, Клаудия Лентуччи, Франческа Ансельми и Федерико Гальваньи

Цель: Плюрипотентность эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) поддерживается посредством сложного взаимодействия различных сигнальных путей и сети факторов транскрипции. Хотя многое известно об этой схеме самообновления плюрипотентности, молекулярные события, которые приводят ЭСК к выходу из плюрипотентности и началу дифференциации, в настоящее время изучены меньше. Полностью транс-ретиноевая кислота (atRA) играет важную и плейотропную роль в эмбриональном развитии и дифференциации ЭСК. Целью настоящего исследования является проверка аутокринного синтеза atRA ЭСК, проверка ее роли в спонтанной дифференцировке ЭСК в виде эмбриоидных телец (ЭТ) и анализ экспрессии ферментов и белков, участвующих в пути синтеза atRA.

Методы: ESC, недифференцированные или дифференцирующиеся как EB, выращивали в отсутствие или в присутствии atRA, ретинола или антагониста RAR CD2665, и экспрессию Brachyury анализировали как маркер состояния дифференциации ESC. Кондиционированная ESC или EB среда была получена в отсутствие или в присутствии ретинола и протестирована на репортерных клетках люциферазы RARE. Анализ компонентов биосинтетического пути atRA методом ОТ-ПЦР в режиме реального времени был выполнен на недифференцированных или дифференцирующихся ESC. Наконец, профиль экспрессии генов на микрочипах использовался для идентификации прямых целевых генов atRA в ESC.

Результаты: Здесь мы демонстрируем, что atRA способствует ранним этапам дифференциации ESC, и что ESC увеличивают свою способность синтезировать atRA во время спонтанной дифференциации в виде EB, повышая регуляцию RDH1, RDH10, ADH3, RALDH2 и CRABP2. Среди 35 факторов транскрипции (TF), регулируемых atRA в ESC, 3 TF с повышенной регуляцией (Snai1, Gata6, Cdx1) известны тем, что участвуют в выходе ESC из плюрипотентности, а 3 TF с пониженной регуляцией (Otx2, Id2 и Arid1a) участвуют в поддержании плюрипотентности ESC.

Заключение: Культивирование и контролируемая дифференциация ЭСК открыли новые горизонты как в регенеративной медицине, так и в биологии развития. Здесь мы продемонстрировали, что РА синтезируется ЭСК во время спонтанной дифференциации в виде ЭТ и играет активную роль в продвижении их собственного процесса дифференциации.