Досвід прикладного застосування стовбурових клітин
DOI:
https://doi.org/10.24061/2413-0737.XXV.4.100.2021.21Ключові слова:
стовбурові клітини; регенерація; поліпотентність; кордова кровАнотація
Дослідження присвячене висвітленню даних літератури щодо практичного застосування стовбурових клітин для лікування різноманітних захворювань. Найбільш важливим та перспективним джерелом стовбурових клітин є пуповинна кров. Практичне використання стовбурових клітин має свої складності. Важливим ефектом стовбурових клітин, про який обов’язково необхідно пам’ятати, є деяке спотворення їх властивостей при експериментах ”in vivo” та ”in vitro”. Найбільшого поширення для впровадження у практику набули індуковані плюрипотентні стовбурові клітини. Це пов’язано з тим, що даний тип клітин є, як правило, генетично сумісними з певним організмом. У даному огляді літератури наводяться як основні історичні віхи у розвитку вчення про прикладне застосування стовбурових клітин, так і найсучасніші дані наукової літератури. Вражаючими є відкриття Джозефа Альтмана, який довів існування стовбурових клітин головного мозку. Одним із найбільш вивчених є процес диференціювання плюрипотентних стовбурових клітин людини в нейрони та астроцити. Вперше таке диференціювання описане у 2001 році. Особливе зацікавлення для клітинних біологів, що займаються стовбуровими клітинами, набуває печінка. У печінці дорослої людини на роль стовбурових клітин претендують два види клітин: гепатоцити в екстремальних умовах (часткова гепатектомія) набувають властивостей уніпотентних стовбурових клітин, що здатні утворювати лише один тип диференційованих клітин нижчого рівня; овальні клітини, які слабко диференційовані та володіють біпотентними властивостями, тобто здатні утворювати як гепатоцити, так і холангіоцити. У стоматології та щелепно-лицевій хірургії трансплантація мезенхімальних стовбурових клітин може використовуватись для відновлення цілісності кісток або регенерації тканин зубів. Стовбурові клітини, виділені з кісткового мозку, при трансплантації можуть забезпечити відновлення пошкодженої кісткової тканини лиця, а клітини, виділені з пульпи зуба, – відновлюють дентин. Проведене нами дослідження джерел наукової літератури, присвячене проблемі дослідження стовбурових клітин, вказує на значне зацікавлення науковців даною тематикою. Необхідно зауважити про вагоме переважання іноземних джерел наукової літератури з даної тематики. Вважаємо за доцільне вказати на недостатню кількість проведення наукових досліджень вітчизняними науковцями. Отже, зважаючи на вищенаведене, вважаємо обрану нами тематику дослідження надзвичайно актуальною.
Посилання
Amps K, Andrews PW, Anyfantis G, Armstrong L, Avery S, Baharvand H, et al. Screening ethnically diverse human embryonic stem cells identifies a chromosome 20 minimal amplicon conferring growth advantage. Nat Biotechnol. 2011 Nov 27;29(12):1132-44. DOI: 10.1038/nbt.2051.
Kim HW, Lee HS, Kang JM, Bae SH, Kim C, Lee SH, et al. Dual Effects of Human Placenta-Derived Neural Cells on Neuroprotection and the Inhibition of Neuroinflammation in a Rodent Model of Parkinson's Disease. Cell Transplant. 2018 May;27(5):814-30. DOI: 10.1177/0963689718766324.
Teofili L, Silini AR, Bianchi M, Valentini CG, Parolini O. Incorporating placental tissue in cord blood banking for stem cell transplantation. Expert Rev Hematol. 2018 Aug;11(8):649-61. DOI: 10.1080/17474086.2018.1483717.
Choi BY, Kim OJ, Min SH, Jeong JH, Suh SW, Chung TN. Human Placenta-Derived Mesenchymal Stem Cells Reduce Mortality and Hematoma Size in a Rat Intracerebral Hemorrhage Model in an Acute Phase. Stem Cells Int. 2018 May 2;2018:1658195. DOI: 10.1155/2018/1658195.
Rahman ML, Liang L, Valeri L, Su L, Zhu Z, Gao S, et al. Regulation of birthweight by placenta-derived miRNAs: evidence from an arsenic-exposed birth cohort in Bangladesh. Epigenetics. 2018;13(6):573-90. DOI: 10.1080/15592294.2018.1481704.
Buckalew VM. Role of endogenous digitalis-like factors in the clinical manifestations of severe preeclampsia: a sytematic review. Clin Sci (Lond). 2018 Jun 21;132(12):1215-42. DOI: 10.1042/CS20171499.
Rehan M, Khatri M, Bansal M, Puri K, Kumar A. Comparative Evaluation of Coronally Advanced Flap Using Amniotic Membrane and Platelet-rich Fibrin Membrane in Gingival Recession: An 18-Month Clinical Study. Contemp Clin Dent. 2018 Apr-Jun;9(2):188-94. DOI: 10.4103/ccd.ccd_799_17.
Kim HW, Lee HS, Kang JM, Bae SH, Kim C, Lee SH, et al. Dual Effects of Human Placenta-Derived Neural Cells on Neuroprotection and the Inhibition of Neuroinflammation in a Rodent Model of Parkinson's Disease. Cell Transplant. 2018 May;27(5):814-30. DOI: 10.1177/0963689718766324.
Teofili L, Silini AR, Bianchi M, Valentini CG, Parolini O. Incorporating placental tissue in cord blood banking for stem cell transplantation. Expert Rev Hematol. 2018 Aug;11(8):649-61. DOI: 10.1080/17474086.2018.1483717.
Choi BY, Kim OJ, Min SH, Jeong JH, Suh SW, Chung TN. Human Placenta-Derived Mesenchymal Stem Cells Reduce Mortality and Hematoma Size in a Rat Intracerebral Hemorrhage Model in an Acute Phase. Stem Cells Int. 2018 May 2;2018:1658195. DOI: 10.1155/2018/1658195.
Bier A, Berenstein P, Kronfeld N, Morgoulis D, Ziv-Av A, Goldstein H, et al. Placenta-derived mesenchymal stromal cells and their exosomes exert therapeutic effects in Duchenne muscular dystrophy. Biomaterials. 2018 Aug;174:67-78. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2018.04.055.
Noh YK, Du P, Dos Santos Da Costa A, Park K. Induction of chondrogenesis of human placenta-derived mesenchymal stem cells via heparin-grafted human fibroblast derived matrix. Biomater Res. 2018 May 9;22:12. DOI: 10.1186/s40824-018-0121-2.
Kiselev SL, Lagar'kova MA. Svolovye kletki i geneticheskoe reprogrammirovanie [Stem cells and genetic programming]. Vavilovskij zhurnal genetiki i selekcii. 2013;17(2):851-63. (in Russian).
Rameshbabu AP, Bankoti K, Datta S, Subramani E, Apoorva A, Ghosh P, et al. Silk Sponges Ornamented with a Placenta-Derived Extracellular Matrix Augment Full-Thickness Cutaneous Wound Healing by Stimulating Neovascularization and Cellular Migration. ACS Appl Mater Interfaces. 2018 May 23;10(20):16977-91. DOI: 10.1021/acsami.7b19007.
Lyzikov AN, Osipov BB, Skuratov AG, Prizencov AA. Stvolovye kletki v regenerativnoj medicine: dostizhenija i perspektivy [Stem cells in regenerative medicine: achievements and prospects]. Problemy zdorov'ja i jekologii. 2015;45(3):4-8. (in Russian).
Zolotuhina EL. Stvolovye kletki i perspektivy ih primenenija v stomatologii i cheljustno-licevoj hirurgii [Stem cells and prospects for their use in dentistry and maxillofacial surgery]. Young Scientist. 2014;6:145-7.
Shutova MV, Bogomazova AN, Lagarkova MA, Kiselev SL. Generation and characterization of human induced pluripotent stem cells. Acta Naturae. 2009 Jul;1(2):91-2.
Encinas JM, Michurina TV, Peunova N, Park JH, Tordo J, Peterson DA, et al. Division-coupled astrocytic differentiation and age-related depletion of neural stem cells in the adult hippocampus. Cell Stem Cell. 2011 May 6;8(5):566-79. DOI: 10.1016/j.stem.2011.03.010.
Philonenko ES, Shutova MV, Chestkov IV, Lagarkova MA, Kiselev SL. Current progress and potential practical application for human pluripotent stem cells. Int Rev Cell Mol Biol. 2011;292:153-96. DOI: 10.1016/B978-0-12-386033-0.00004-9.
Ramalho-Santos M, Willenbring H. On the origin of the term "stem cell". Cell Stem Cell. 2007 Jun 7;1(1):35-8. DOI: 10.1016/j.stem.2007.05.013.
Petrenko AYu, Grishchenko VI, Ochenashko OV, Petrenko YA. Stem cell transplantation is a promising direction of therapy in the 21st century. Liver stem cells. International Medical Journal. 2003;9(3):121-6.
Petrenko AJu. Stvolovye kletki pecheni [Liver stem cells]. Problemy kriobiologii. 2005;15(3):323-6. (in Russian).
Tarasov AI, Petrenko AYu, Jones R. The osmotic characteristics of human fetal liver-derived hematopoietic stem cell candidates. Cryobiology. 2004;48(3):333-40. DOI: 10.1016/j.cryobiol.2004.02.010.
Petrenko JuA, Tarasov AI, Grishhenko VI, Petrenko AJu. Vlijanie kriokonservirovanija na immunologicheskuju aktivnost' i fenotipicheskij sostav limfoidnyh kletok jembrional'noj pecheni cheloveka [The effect of cryopreservation on the immunological activity and phenotypic composition of lymphoid cells in the human embryonic liver]. Problemy kriobiologii. 2002;4:76-9. (in Russian).
Grishchenko VI, Petrenko AYu, Volkova NA, Skorobogatova NG. Kolonieobrazuyushchaya aktivnost' fibroblastopodobnykh kletok-predshestvennikov iz embrional'noy pecheni cheloveka v usloviyakh in vitro [Colony-forming activity of fibroblast-like progenitor cells from human embryonic liver in vitro]. Dopovidi NAN Ukrainy. 2005;2:138-41. (in Russian).
Ochenashko OV, Bozhkov AI, Petrenko AYu. Vliyanie embrional'nykh kletok cheloveka na sintez DNK i yaRNK v regeneriruyushchey pecheni krys [Influence of human embryonic cells on DNA and nRNA synthesis in regenerating rat liver]. Ukrains'kyi biokhimichnyi zhurnal. 2002;74(3):25-30. (in Russian).
Cherkashyna DV, Ochenashko OV, Petrenko OIu. Zakhyst pechinky vid hostroho otruiennia tetrakhlormetanom preparatamy embrional'noho pokhodzhennia [Protection of the liver from acute carbon tetrachloride poisoning by drugs of embryonic origin]. Transplantolohiia. 2003;4(1):49-50. (in Ukrainian).
Lebedyns'kyi OS, Cherkashyna DV, Petrenko OIu. Pro mozhlyvist' korektsii hiperkholesterynemii transplantatsiieiu plodovoi pechinky [On the possibility of correcting hypercholesterolemia by fetal liver transplantation]. Transplantolohiia. 2003;4(1):92-3. (in Ukrainian).
Cherkashina DV, Semenchenko OA, Grischuk VP, Fuller BJ, Petrenko AY. Supplementation with Fetal-Specific Factors Ameliorates Oxidative Liver Damage during Hypothermic Storage and Reperfusion in a Rat Model. Сell preservation technology. 2005;3(3):203-12.
Amit M, Itskovitz-Eldor J. Derivation and spontaneous differentiation of human embryonic stem cells. J Anat. 2002;200(3):225-32. DOI: 10.1046/j.1469-7580.2002.00032.x.
Rahman ML, Liang L, Valeri L, Su L, Zhu Z, Gao S, et al. Regulation of birthweight by placenta-derived miRNAs: evidence from an arsenic-exposed birth cohort in Bangladesh. Epigenetics. 2018;13(6):573-90. DOI: 10.1080/15592294.2018.1481704.
Buckalew VM. Role of endogenous digitalis-like factors in the clinical manifestations of severe preeclampsia: a sytematic review. Clin Sci (Lond). 2018 Jun 21;132(12):1215-42. DOI: 10.1042/CS20171499.
Rehan M, Khatri M, Bansal M, Puri K, Kumar A. Comparative Evaluation of Coronally Advanced Flap Using Amniotic Membrane and Platelet-rich Fibrin Membrane in Gingival Recession: An 18-Month Clinical Study. Contemp Clin Dent. 2018 Apr-Jun;9(2):188-94. DOI: 10.4103/ccd.ccd_799_17.
Vizcardo R, Masuda K, Yamada D, Ikawa T, Shimizu K, Fujii S, et al. Regeneration of human tumor antigen-specific T cells from iPSCs derived from mature CD8(+) T cells. Cell Stem Cell. 2013 Jan 3;12(1):31-6. DOI: 10.1016/j.stem.2012.12.006.
Kim TH, Choi JH, Jun Y, Lim SM, Park S, Paek JY, et al. 3D-cultured human placenta-derived mesenchymal stem cell spheroids enhance ovary function by inducing folliculogenesis. Sci Rep. 2018 Oct 17;8(1):15313. DOI: 10.1038/s41598-018-33575-9.
Naseer N, Bashir S, Latief N, Latif F, Khan SN, Riazuddin S. Human amniotic membrane as differentiating matrix for in vitro chondrogenesis. Regen Med. 2018 Oct;13(7):821-32. DOI: 10.2217/rme-2018-0017.
Sun J, Luo Z, Wang G, Wang Y, Wang Y, Olmedo M, et al. Notch ligand Jagged1 promotes mesenchymal stromal cell-based cartilage repair. Exp Mol Med. 2018 Sep 21;50(9):126. DOI: 10.1038/s12276-018-0151-9.
Heraschenko SB, Chaikovs'kyi YuB, Diel'tsova OI. Suchasni pohliady na stovburovi klityny shkiry doroslykh ta yikhniu uchast' u reheneratsii zahal'noho pokryvu [Modern views on adult skin stem cells and their participation in the regeneration of the general cover]. Ukrains'kyi zhurnal dermatolohii, venerolohii, kosmetolohii. 2013;2:77-83. (in Ukrainian).
Sun Y, Chen D, Liu J, Xu Y, Shi X, Luo X, et al. Metabolic profiling associated with autophagy of human placenta-derived mesenchymal stem cells by chemical isotope labeling LC-MS. Exp Cell Res. 2018 Nov 1;372(1):52-60. DOI: 10.1016/j.yexcr.2018.09.009.
Hsu FT, Wei ZH, Hsuan YC, Lin W, Su YC, Liao CH, et al. MRI tracking of polyethylene glycol-coated superparamagnetic iron oxide-labelled placenta-derived mesenchymal stem cells toward glioblastoma stem-like cells in a mouse model. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2018 Sep;46(3):448-59. DOI: 10.1080/21691401.2018.1499661.
As MN, Deshpande R, Kale VP, Bhonde RR, Datar SP. Establishment of an in ovo chick embryo yolk sac membrane (YSM) assay for pilot screening of potential angiogenic and anti-angiogenic agents. Cell Biol Int. 2018 Nov;42(11):1474-83. DOI: 10.1002/cbin.11051.
Zhang K, Zhao X, Chen X, Wei Y, Du W, Wang Y, et al. Enhanced Therapeutic Effects of Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes with an Injectable Hydrogel for Hindlimb Ischemia Treatment. ACS Appl Mater Interfaces. 2018 Sep 12;10(36):30081-91. DOI: 10.1021/acsami.8b08449.
Evans MA, Broughton BRS, Drummond GR, Ma H, Phan TG, Wallace EM, et al. Amnion epithelial cells - a novel therapy for ischemic stroke? Neural Regen Res. 2018 Aug;13(8):1346-9. DOI: 10.4103/1673-5374.235223.
Winkler T, Perka C, von Roth P, Agres AN, Plage H, Preininger B, et al. Immunomodulatory placental-expanded, mesenchymal stromal cells improve muscle function following hip arthroplasty. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2018 Oct;9(5):880-97. DOI: 10.1002/jcsm.12316.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Д. Проняєв, В. Волошин, В. Мельник, Н. Ємельяненко, М. Кавун, М. Перепелюк, К. Яковець
Ця робота ліцензованаІз Зазначенням Авторства 3.0 Міжнародна.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
