Рисунки к статье.

Существует множество протоколов для индукции эмбриональных стволовых клеток (ES) по нейрональному пути. Однако ни один из них не является удачным из-за трудностей получения полностью чистых (однородных) клеточных популяций. В данном сообщении из Austin Smith's laboratory показано, что Notch является ключевым фактором в нейрональной детерминации ES клеток, и это еще один шаг, приближающий ученых к эффективной нейрональной индукции. Команда Smith предварительно изучила относительно простые культуральные условия, при которых 60-70 % ES клеток в культуре развивались по нейральному пути. При использовании этой системы было замечено, что нейральные и не-нейральные клетки развиваются рядом в пределах одной и той же колонии (скорее, даже одна колония рядом с другой). Это указывало на то, что межклеточные взаимодействия могут регулировать нейрональную детерминацию. Notch – один из важнейших факторов развития – опосредует «решения» клеточной судьбы через межклеточные связи во многих тканях. Для изучения потенциального участия Notch в нейральной дифференцировке, авторы использовали трансгенный подход, чтобы осуществить сверхэкспрессию активной внутриклеточной формы Notch (NotchIC), которая эффективно влияет на межклеточные взаимодействия. Когда такие модифицированные ES клетки (известные как R26NotchIC) были культивированы и направлены по нейрональному пути, то индукция оказалась более однородной – менее 10% клеток из всей популяции оказались не нейральными. Наряду с улучшением нейрональной индукции, авторы заметили некоторые различия между не нейральными клетками культуры R26NotchIC и не нейральными клетками в контрольной ES культуре. Когда контрольные ES клетки подвергались нейрональной индукции, 10-20% клеток дифференцировалось в другие клеточные типы. Однако в R26NotchIC культуре определялись в основном только нервные клетки и очень незначительное количество недифференцированных ES клеток. Это подтверждает, что Notch не только индуцирует нейральную судьбу стволовых клеток, но и подавляет решения альтернативной судьбы. Для дальнейшего подтверждения участия Notch в нейрональной индукции авторы обработали контрольные ES клетки ингибитором активации Notch – гамма-секретазой– и затем попытались направить клетки по нейрональному пути развития. Было обнаружено, что более 90% клеток осталось недифференцированными. Кроме того, было найдено, что обработка гамма-секретазой оказывает тот же эффект и на ES клетки человека. Разработка иного протокола для продуцирования чистой популяции нервных клеток из ES клеток является сейчас одной из основных проблем. Возможностей приложения такого протокола множество, включая моделирование заболеваний, проверку лекарственных средств и даже использование в клеточной терапии. К примеру, нейроны, полученные в культуре, могут быть использованы в экспериментах, направленных на понимание фундаментальных проблем и на лечение различных нейродегенеративных расстройств. Следовательно, находки авторов о том, что Notch сигналы значительно улучшают нейрональную индукцию, и участвуют в дифференцировке нейронов, могут оказаться весьма эффективными и это новый шаг в правильном направлении.

High throughput embryonic stem cell screen identifies Oct-2 as a bifunctional regulator of neuronal differentiation Elias Theodorou, George Dalembert, Christopher Heffelfinger, Eric White, Sherman Weissman, Lynn Corcoran and Michael Snyder Genes & Dev. 2009. 23: 575-588