Используя протеомную идентификацию, фракцинацию культур человеческих ES клеток и локализацию рецепторов в комбинации с функциональным in vitro и in vivo подходами, чтобы охарактеризовать свойства ES клеток человека, выявили ранее неизвестное, но важное взаимодействие клеток, которое устанавливает передачу паракринных сигналов, которые необхтодимы для самообносления и плюрипотентности ES клеток человека. На базе полученных результатов предложена модель для описания клеточных взаимодействий и передачи сигнелов. необходимых для поддержания ES клеток человека в культуре (Рис. 6). Выявлена центральная и непосредственная роль IGF-II/IGF1R оси для ES клеток человека, т.к. было продемонстрировано, что действие FGF на ES клетки человека прежде всего является косвенным. IGF участвует в клональном увеличении гематопоэтических стволовых клеток^23,24. Кроме того, IGFR1 и IGF-II (но не IGF-I) транскрипты экспрессируются в бластоцистах как мышей. так и людей²⁵, а IGF1R-обеспечиваемая передача сигналов необходима для жизнеспособности внутренней клеточной массы у мышей²⁶

Эти исследования вместе с наблюдениями, описанными здесь, указывают на то, что IGF-II/IGF1R ось выполняет универсальную роль в понимании зависимости стволовых клеток от ниш. Полученные данные объясняют роль FGF в поддержании культур ES клеток человека, где FGF индуцирует продукцию поддерживающих факторов, включая TGF-β факторы и IGF-II, из происходящих из ES клеток человека фиьбробласт-подобных клеток. Соотв., FGF устанавливает соответствующее равновесие передач паракринных сигналов между ES клетками человека и поддерживающими их нишами. Полученные результаты демонстрируют, что ингибирование сигналов FGF и TGF-β понуждает ES клетки человека к дифференцировке, которая сбалансирована с помощью баланса сигналами самообновления, контролируемых IGF. Установление этой паракринной сигнальной сети неоходимо для подтверждении ранее недооцененной самообеспечиваемой природы развития культуры ES клеток человека. Облигаторная дифференцировка ES клеток человека в hdFs является центральной в установлении этой сигнальной сети для IGF, FGF и TGF-β и тем самым создает остов (framework), в котором ES клетки человека инструктируются к самообновлению или дифференцировке.

Хотя эта концепция, что регуляторная ниша создает важную и поддерживающую микросреду для стволовых клеток хорошо подтверждена у некоторых организмов и клонов¹, полученные данные предоставляют первые доказательства, что ES клетки человека обладают способностью аутологически генерировать ниши для стволовых клеток (hdFs) in vitro несмотря на их удаление из микроусловий бластоциста in vivo, полученные данные выделяют in vitro модель, которая позволяет отделение стволовых клеток (IGF1R+, ES клеток человека) от клеток, составляющих нишу (FGFR1+,hdFs). Простота этой in vitro системы предоставляет возможности выденения фундаментальных элементов , тонко контролирующих стволовые клетки людей в их нишах, которые характерны не только для плюрипотентных ES клеток людей, но и для более широко представленных множественных типов стволовых клеток.