Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования

Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования

Представлен анализ литературы по биологии нейральных стволовых клеток (НСК) субвентрикулярной зоны (СВЗ) боковых желудочков эмбрионального головного мозга и собственные наблюдения по культивированию фрагментов СВЗ эмбрионального мозга экспериментальных животных. Обсуждаются гистобиологические свойст...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Проблемы криобиологии и криомедицины
Datum:2008
Hauptverfasser: Семенова, В.М., Медведев, В.В., Стайно, Л.П.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України 2008
Schlagworte:
Секция «Современные проблемы выделения, культивирования, дифференциации и криоконсервирования стволовых клеток. Клеточная и тканевая терапия»
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69031
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования / В.М. Семенова, В.В. Медведев, Л.П. Стайно // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 325-327. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69031
record_format dspace
spelling Семенова, В.М.
Медведев, В.В.
Стайно, Л.П.
2014-10-04T06:43:13Z
2014-10-04T06:43:13Z
2008
Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования / В.М. Семенова, В.В. Медведев, Л.П. Стайно // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 325-327. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
0233-7673
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69031
616.831/.832-089 : 611.018.82.018.013
Представлен анализ литературы по биологии нейральных стволовых клеток (НСК) субвентрикулярной зоны (СВЗ) боковых желудочков эмбрионального головного мозга и собственные наблюдения по культивированию фрагментов СВЗ эмбрионального мозга экспериментальных животных. Обсуждаются гистобиологические свойства и мультипотентность спонтанной дифференцировки культивируемых НСК в нейрональном и глиальном направлениях.
Наведено аналіз літератури щодо біології нейральних стовбурових клітин (НСК) субвентрикулярної зони (СВЗ) бокових шлуночків головного мозку і дані власних досліджень з культивування на адгезивному субстраті фрагментів СВЗ ембріонального мозку експериментальних тварин. Показано біологічні властивості та мультипотентність диференціювання ембріональних НСК в нейрональному та гліальному напрямках в умовах культивування.
There is presented the analysis of literature on the biology of neural stem cells (NSCs) of subventricular zone (SZ) of lateral ventricles of brain and the own findings on culturing of SZ fragments of embryonic brain of experimental animals on an adhesive substrate. The biological properties and multipotency of differentiation of embryonic NSCs in neuronal and glial directions under culturing have been shown.
ru
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
Проблемы криобиологии и криомедицины
Секция «Современные проблемы выделения, культивирования, дифференциации и криоконсервирования стволовых клеток. Клеточная и тканевая терапия»
Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования
Study of Multipotent Properties of Neurocells of Subventricular Zone of Embryonic Brain During Culturing
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования
spellingShingle Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования
Семенова, В.М.
Медведев, В.В.
Стайно, Л.П.
Секция «Современные проблемы выделения, культивирования, дифференциации и криоконсервирования стволовых клеток. Клеточная и тканевая терапия»
title_short Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования
title_full Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования
title_fullStr Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования
title_full_unstemmed Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования
title_sort исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования
author Семенова, В.М.
Медведев, В.В.
Стайно, Л.П.
author_facet Семенова, В.М.
Медведев, В.В.
Стайно, Л.П.
topic Секция «Современные проблемы выделения, культивирования, дифференциации и криоконсервирования стволовых клеток. Клеточная и тканевая терапия»
topic_facet Секция «Современные проблемы выделения, культивирования, дифференциации и криоконсервирования стволовых клеток. Клеточная и тканевая терапия»
publishDate 2008
language Russian
container_title Проблемы криобиологии и криомедицины
publisher Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
format Article
title_alt Study of Multipotent Properties of Neurocells of Subventricular Zone of Embryonic Brain During Culturing
description Представлен анализ литературы по биологии нейральных стволовых клеток (НСК) субвентрикулярной зоны (СВЗ) боковых желудочков эмбрионального головного мозга и собственные наблюдения по культивированию фрагментов СВЗ эмбрионального мозга экспериментальных животных. Обсуждаются гистобиологические свойства и мультипотентность спонтанной дифференцировки культивируемых НСК в нейрональном и глиальном направлениях. Наведено аналіз літератури щодо біології нейральних стовбурових клітин (НСК) субвентрикулярної зони (СВЗ) бокових шлуночків головного мозку і дані власних досліджень з культивування на адгезивному субстраті фрагментів СВЗ ембріонального мозку експериментальних тварин. Показано біологічні властивості та мультипотентність диференціювання ембріональних НСК в нейрональному та гліальному напрямках в умовах культивування. There is presented the analysis of literature on the biology of neural stem cells (NSCs) of subventricular zone (SZ) of lateral ventricles of brain and the own findings on culturing of SZ fragments of embryonic brain of experimental animals on an adhesive substrate. The biological properties and multipotency of differentiation of embryonic NSCs in neuronal and glial directions under culturing have been shown.
issn 0233-7673
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69031
citation_txt Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования / В.М. Семенова, В.В. Медведев, Л.П. Стайно // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 325-327. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT semenovavm issledovaniemulʹtipotentnyhsvoistvneirokletoksubventrikulârnoizonyémbrionalʹnogomozgavusloviâhkulʹtivirovaniâ
AT medvedevvv issledovaniemulʹtipotentnyhsvoistvneirokletoksubventrikulârnoizonyémbrionalʹnogomozgavusloviâhkulʹtivirovaniâ
AT stainolp issledovaniemulʹtipotentnyhsvoistvneirokletoksubventrikulârnoizonyémbrionalʹnogomozgavusloviâhkulʹtivirovaniâ
AT semenovavm studyofmultipotentpropertiesofneurocellsofsubventricularzoneofembryonicbrainduringculturing
AT medvedevvv studyofmultipotentpropertiesofneurocellsofsubventricularzoneofembryonicbrainduringculturing
AT stainolp studyofmultipotentpropertiesofneurocellsofsubventricularzoneofembryonicbrainduringculturing
first_indexed 2025-11-26T11:31:23Z
last_indexed 2025-11-26T11:31:23Z
_version_ 1850619486298701824
fulltext 325 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 18, 2008, №3 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 18, 2008, №3 УДК 616.831/.832-089 : 611.018.82.018.013 В.М. СЕМЕНОВА*, В.В. МЕДВЕДЕВ, Л.П. СТАЙНО Исследование мультипотентных свойств нейроклеток субвентрикулярной зоны эмбрионального мозга в условиях культивирования UDC 616.831/.832-089 : 611.018.82.018.013 V.M. SEMENOVA*, V.V. MEDVEDJEV, L.P. STAJNO Study of Multipotent Properties of Neurocells of Subventricular Zone of Embryonic Brain During Culturing Представлен анализ литературы по биологии нейральных стволовых клеток (НСК) субвентрикулярной зоны (СВЗ) боковых желудочков эмбрионального головного мозга и собственные наблюдения по культивированию фрагментов СВЗ эмбрионального мозга экспериментальных животных. Обсуждаются гистобиологические свойства и мультипотентность спонтанной дифференцировки культивируемых НСК в нейрональном и глиальном направлениях. Ключевые слова: нейральные стволовые клетки, нейрогенез, субвентрикулярная зона, культивирование клеток, эмбриональная нервная ткань. Наведено аналіз літератури щодо біології нейральних стовбурових клітин (НСК) субвентрикулярної зони (СВЗ) бокових шлуночків головного мозку і дані власних досліджень з культивування на адгезивному субстраті фрагментів СВЗ ембріонального мозку експериментальних тварин. Показано біологічні властивості та мультипотентність диференціювання ембріональних НСК в нейрональному та гліальному напрямках в умовах культивування. Ключові слова: нейральні стовбурові клітини, нейрогенез, субвентрикулярна зона, культивування клітин, ембріональна нервова тканина. There is presented the analysis of literature on the biology of neural stem cells (NSCs) of subventricular zone (SZ) of lateral ventricles of brain and the own findings on culturing of SZ fragments of embryonic brain of experimental animals on an adhesive substrate. The biological properties and multipotency of differentiation of embryonic NSCs in neuronal and glial directions under culturing have been shown. Key-words: neural stem cells, neurogenesis, subventricular zone, cell culturing, embryonic nerve tissue. * Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию: ул. Мануильского, 32, г. Киев, Украина 04050; тел.:+38 (044) 483-92-08 Успехи современной нейробиологии позволяют надеяться на повышение эффективности лечения ряда дегенеративных заболеваний нервной сис- темы с помощью заместительной клеточной тера- пии с использованием нейральных стволовых кле- ток (НСК). Это обусловливает актуальность экспе- риментального исследования потенциальных свойств НСК различных регионов головного мозга. Возможность сохранения нейрогенеза в постна- тальной ЦНС млекопитающих и человека в нас- тоящее время доказана. В зрелом мозге установ- лено не менее 4-х нейрогенераторных регионов: зубчатая извилина гиппокампа, обонятельная луковица, субэпендимарная зона спинного мозга, субвентрикулярная зона (СВЗ) боковых желудоч- ков, наиболее изученная и рассматриваемая как поздний герминативный матрикс эмбрионального мозга, в котором локальное клеточно-молекулярное микроокружение (стволовые ниши) поддерживает нейрогенез путем пролиферации мультипотентных НСК и нейральных прогениторов [3, 7]. В СВЗ взрослого мозга человека НСК персис- тируют в СВЗ по ходу всей желудочковой системы мозга в количестве около 1% полноценных НСК клеток и 1% от 1×105 митотических клеток, при этом половина их подвергается спонтанной гибели [14]. Предполагается как интраэпендимарная, так и субвентрикулярная локализации НСК [6, 9]. Счи- тается, что практически в каждом послеопера- ционном образце из СВЗ взрослых пациентов выяв- ляются мелкие и крупные нейросферы из НСК, окруженные плотным матриксом из фидерного слоя астроглии, формирующего стволовую нишу [10]. Установлена также стойкая направленность к глиальной дифференцировке НСК в пределах СВЗ мозга в постнатальном периоде, что подтвер- ждается секрецией ими глиогенных факторов FGF, TGF и BMP при сохранении возможности нейро- нального пути развития. Выявленные в нейроклет- ках СВЗ маркеры НСК Musashi-1, нестин, вимен- тин, GFAP и Noggin указывают на гетерогенность ее клеточного состава с наличием не менее 2-х пролиферирующих популяций, различающихся по кинетическому профилю [4]. Преобладание глио- генной “настроенности” НСК в СВЗ наблюдается также при различной патологии головного мозга и ГУ “Институт нейрохирургии им. акад. Ромоданова АМН Украины”, г. Киев * To whom correspondence should be addressed: 32, Manuilskogo str., Kharkov, Ukraine 04050; tel.:+380 44 4839208 SE “Institute of Neurosurgery named after Acad. A.P. Romodanov of Academy of Medical Sciences of Ukraine”, Kiev, Ukraine 326 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 18, 2008, №3 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 18, 2008, №3 связано с повышением концентрации двух проглио- генных факторов: FGF и EGF [9]. В экспериментах показано регуляторное влия- ние факторов роста на потенциальные свойства НСК из СВЗ. Так, внутрижелудочковое введение рекомбинантного EGF стимулирует повышение пролиферативной активности НСК в СВЗ в отличие от субгранулярной зоны зубчатой извилины. После аналогичного введения FGF-2 количество нейро- клеток повышалось в обеих регенераторных зонах [6]. Увеличение нейрогенных прогениторов стиму- лируют факторы роста BDNF [2], CNTF [15], а также Noggin [12]. Введение в спинномозговую жидкость EGF, FGF-2 и гепарина увеличивает про- лиферативную активность НСК в СВЗ четвертого желудочка зрелой мыши [12]. Установлена также способность НСК к нап- равленной миграции к патологическому очагу в мозге. При эпилептическом статусе у взрослых крыс [13] активируется миграция нейробластов и нейроклеток-предшественников из СВЗ в ольфак- торную луковицу (ОЛ). Повреждение коры голов- ного мозга мыши угнетает миграцию НСК из СВЗ в ОЛ, но стимулирует ее из СВЗ в очаг повреж- дения мозга. Направленная миграция нейрональ- ных предшественников из СВЗ в поврежденный участок мозга провоцируется введением TGFα[5]. Tранзиторная ишемия переднего мозга крысы усиливает пролиферацию НСК СВЗ и их миграцию к ОЛ с активацией глиальных предшественников [8]. Таким образом, НСК в топографически различ- ных участках СВЗ обладают регионарной неодно- родностью и различными функциональными свой- ствами. В связи с этим интенсивно изучается влия- ние различных биологических факторов на мигра- цию НСК. Цель работы – изучение в условиях культиви- рования гистобиологических свойств нейроклеток, выделенных из СВЗ боковых желудочков эмбрио- нального мозга экспериментальных животных. При постановке задач мы учитывали, что в СВЗ наибольше содержится НСК, а их культивирование на адгезивном субстрате создает условия для проявлений морфогенеза и спонтанной генетически детерминированной дифференцировки. Материалы и методы Фрагменты эмбриональной нервной ткани (ЭНТ) из СВЗ мозга экспериментальных животных кро- ликов (n = 5) и крыс (n = 5) культивировались на покровных стеклах, покрытых полиэтиленимином, в питательной среде стандартного состава и усло- вий содержания [1]. Культуры наблюдали прижизне- нно в инвертированном микроскопе БИОЛАМ П-3 и изучали на гистологических препаратах, окра- шенных гематоксилином Караччи и тионином по Нисслю на цитоанализаторе изображения Ibas-2000 (Германия) с последующей микрофоторегистра- цией. Результаты и обсуждение В динамике наблюдения культур прослежены последовательные стадии трансформации нейро- клеток из первоначально безотростчатых форм с минимальным фенотипом в клетки нейронального и глиального ряда. В первые дни культивирования в центральных отделах разрыхляющихся микро- агрегатов наблюдались признаки митотического деления части нейроклеток, постепенная регене- рация их отростков и миграция в зону роста культур. Затем на территории разрыхленных микроэкс- плантатов появлялись комплексы медуллобластов, окруженные эпителиоподoбным монослоем мало- дифференцированных глиоцитов с персистиру- ющими на его поверхности островками нейроблас- тов униполярной или пирамидальной формы. В последующем медуллобласты превращались в более зрелые формы нейроцитов мультиполярной формы с хорошо развитыми отростками, что отражает фенотипическую дифференцировку НСК по нейрональному типу. На 27–30 сутки наблюда- лось заметное удлинение отростков нейроцитов с признаками ветвления в связи с реализацией прог- раммы терминальной нейрональной дифферен- цировки. В динамике культивирования прослеживалась также нарастающая цитотипическая дифферен- цировка глиоцитов, которые к 14–20 сутки форми- ровали сетевидные разрастания преимущественно протоплазматических астроцитов звездчатой фор- мы с множественными отростками. Реже опреде- лялись нейроклетки олигодендроцитарного фено- типа. Обнаружены также многорядные клеточные комплексы, имитирующие эпендимарный покров желудочков мозга с тенденцией к ориентирован- ному расположению нейроклеток униполярной формы с базальным отростком и хорошо выражен- ной апикальной цитоплазмой. Выводы Проведенные исследования показали, что на адгезивном субстрате в культурах ЭНТ из СВЗ экспериментальных животных проявляется спо- собность части нейроклеток к пролиферации и к спонтанной дифференцировке в нейрональном и глиальном направлениях. Первоначально пережи- вающие в микроэксплантатах комплексы медулло- бластов постепенно дифференцируются в основ- ные фенотипические типы нейроцитов униполярной, пирамидной и мультиполярной формы с длинными отростками с признаками ветвления. Длительное переживание нейроцитов на поверхности глиаль- 327 PROBLEMS OF CRYOBIOLOGY Vol. 18, 2008, №3 ПРОБЛЕМЫ КРИОБИОЛОГИИ Т. 18, 2008, №3 ного монослоя согласуется с общеизвестным поло- жением о трофической роли глии в обеспечении жизнедеятельности нейронов. Эти наблюдения подтверждают также установленный факт, что в условиях культивирования происходит ускоренная дифференцировка эмбриональных нейроклеток в нейроны в течение 10–15 дней, тогда как в эмбрионе аналогичный процесс занимает 5–7 не- дель. Как известно, спонтанная дифференцировка in vitro представляет одно из характерных свойств эмбриональных стволовых клеток, в том числе эм- бриональных НСК. В культурах нейроклеток из СВЗ прослежи- вается также дифференцировка глиальных пред- шественников в зрелые протоплазматические ас- троциты, олигодендроциты и эпендимоциты. При визуальной оценке долевого распределения диф- ференцированных нейроклеток по их фенотипу в поздние сроки культивирования отчетливо выявля- ется количественное преобладание клеток астро- цитарной глии, что отражает свойство стойкой “глиальной настроенности” большинства НСК. Это подтверждается их способностью к секреции ряда глиогенных факторов при сохранении ими и нейронального пути дифференцировки. Таким образом, в культурах СВЗ эмбриональ- ного мозга на адгезивном субстрате воспроиз- водятся гистобиологические свойства прогени- торных популяций – пролиферация, миграция и генетически детерминированная дифференцировка постмитотических клеток в направлении нейронов, астроцитов, олигодендроцитов и эпендимоцитов, что подтверждает их мультипотентные свойства. Doetsch F., Caille I., Lim D.A. et al. A subventricular zone astrocytes are neural stem cells in the adult mammalian brain // Cell.– 1999.– Vol. 97, N6.– P. 1–20. Doetsch F., Garcia-Verdugo J.M., Alvarez-Buylla A. Cellular composition and three-dimensional organization of the sub- ventricular germinal zone in the adult mammalian brain // J. Neurosci.– 1997.– Vol. 17, N13.– P. 5046–5061. Fallon J., Reid S., Kinyamu R. et al. In vivo induction of massive proliferation, directed migration, and differentiation of neural cells in the adult mammalian brain // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2000.– Vol. 97, N26.– P. 14686–14691. Gage F.H. Mammalian neural stem cells // Science.– 2000.– Vol. 287, N 5457.– P. 1433–1438. Gritti A., Bonfanti L., Doetsch F. et al. Multipotent neural stem cells reside into the rostral extension and olfactory bulb of adult rodents // J. Neurosci.– 2001.– Vol. 22, N2.– P. 437–445. Iwai M., Salo K., Kamada H. et al. Temporal profile of stem cells division, migration, and differentiation from subventricular zone to olfactory bulb after transient forebrain ischemia in gerbils // J. Cereb. Blood Flow Metab.– 2003.– Vol. 23, N3.– P. 331–341. Johansson C.B., Momma S., Clake D.L. et al. Identification of neural stem cell in the adult mammalian central nervous system // Cell.– 1999.– Vol. 96, N1.– P. 25–34. Kukekov V.G., Laywell E.D., Suslov O. et al. Multipotent stem/ progenitor cells with similar properties arise from two neurogenic regions of adult human brain // Exp. Neurol.– 1999.– Vol. 156, N2.– P. 333–344. Lim D.A., Tramontin A.D., Trevejo J.M. et al. Noggin antago- nizes BMP signalling to create a niche for adult neurogenesis // Neuron.– 2000.– Vol. 28, N3.– P. 713–726. Martens D.J., Seaberg R.M., van der Kooy D. In vivo infusions of exogenous growth factors into the fourth ventricle of the adult mouse brain increase the proliferation of neural progenitor around the fourth ventricle and the central canal of the spinal cord // Eur. J. Neurosci.– 2002.– Vol. 16, N6.– P. 1045–1057. Parent J.M., Valentin V.V., Lowenstein D.H. Prolonged seizures increase proliferating neuroblasts in the adult rat subventricular zone-olfactory bulb pathway// J. Neurosci.– 2002.– Vol. 22, N8.– P. 3174–3188. Sanai N., Tramontin A.D., Quinones-Hinojosa A. et al. Unique astrocyte ribbon in adult human brain contains neural stem cells but lacks chain migration // Nature.– 2004.– Vol.427, N 6976.– P. 740–744. Temple S. The development of neural stem cells // Nature.– 2001.– Vol. 414, N6859.– P. 112–117. Поступила 30.05.2008 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.Литература Божкова В.П. и др. Руководство по культивированию нервной ткани: Методы. Техника. Проблемы.– М.: Наука, 1988.– 316 с. Benraiss A., Lerner K., Chmielnicki E. et al. Adenoviral transduction of the ventricular wall with a BDNF expression vector induced neuronal recruitment from endogenous pro- genitor cells in the adult forebrain // Mol. Ther.– 2000.– Vol. 1, N1.– P. 35–36. 1. 2.

Ähnliche Einträge