Получение плюрипотентных стволовых клеток
В предыдущей главе (" ОТ ООЦИТОВ К РАННЕМУ ЭМБРИОНУ ") мы выяснили, что в зиготе, а затем на стадии дробления и в бластоцисте происходят важные эпигенетические события, в результате чего эпигенетический рисунок в ICM и ТЕ отличается. Сейчас мы рассмотрим генетические и эпигенетические свойства культивируемых ранних стволовых клеток, полученных из бластоцисты и более поздних линий, таких как эмбриональные стволовые клетки ( Smith, 2001 ), трофобластные стволовые клетки ( TS ) ( Rossant, 2001 ), эндодермальные клетки ( XEN ) ( Kunath et al., 2005 ), эмбриональные половые клетки ( EG ) ( Matsui et al, 1992 ).
Общим для этих клеточных типов является то, что их можно изолировать из интактных эмбрионов и получить из них культуру при определенных условиях культивирования. Такие культуры можно поддерживать длительное время и в них отсутствуют признаки старения. С ними можно осуществлять генетические манипуляции, затем вводить в живые эмбрионы, где они участвуют в развитии разных линий.
Одним из наиболее важных открытий в эмбриологии млекопитающих в 1980-е годы было развитие методов получения плюрипотентных эмбриональных стволовых клеток ( ES ) из ICM . ES-клетки, эксплантированные из мышиных бластоцист в культуры, могут поддерживаться длительное время, а затем снова вводиться с помощью микроинъекций в бластоцисты. Они колонизируют все эмбриональные линии, формируя таким образом химеры ( рис. 20.6 ; Evans and Kaufman, 1981 ; Martin, 1981 ). Наиболее удивительным оказалось то, что потомки ES клеток могут колонизировать линию половых клеток и давать нормальное потомство, которое целиком происходит из генотипа ES-клеток. Это, а также возможность генетической манипуляции с геномом ES-клеток с помощью гомологичной рекомбинации (что приводит к генному нокауту) произвело революцию в генетике мыши и сделало мышь генетической моделью организма.
ES-клетки имеют сходные свойства с клетками IСМ эпибласта , однако имеются и существенные различия, что указывает на то, что они являются "синтетическим" клеточным типом, который, вероятно, не существует в нормальном эмбрионе (по-видимому, это относится и к другим плюрипотентным клеткам) ( Smith, 2001 ). Например, для самообновление мышиных ES-клеток требуется Lif / gp130 / Stat3 сигналинг, однако эмбрионы с мутацией этого сигнального пути развивают нормальную ICM ( Smith, 2001 ). Вероятно, при получении и поддержании ES из ICM происходят эпигенетические изменения, которые, возможно, являются необходимыми. ICM клетки, растущие в культуре, довольно быстро теряют экспрессию Oct4 и только единственный штамм мышей, 129Sv, из которого относительно легко получить ES-клетки, сохраняет экспрессию Oct4 при культивировании ( Buer et al., 2003 ). Сообщалось также об эпигенетических изменениях в импринтных генах в ES-клетках мыши и макаки; в мышиных клетках это может приводить к нарушению развития клеток в химерах ( Dean et al., 1998 ; Humphreys et al., 2001 ; Fujimoto et al, 2005 ).
