Диссертация

Диссертационная работа посвящена выяснению молекулярных механизмов адренергической регуляции выбора направления дифференцировки постнатальных мультипотентных стромальных клеток (МСК) человека. В работе установлены механизмы поэтапного изменения функционального состояния стволовых клеток, при которых происходит выбор направления дифференцировки. Показано, что на первом этапе активации МСК переходили в особое функциональное состояние, в котором клетка готова воспринимать сигнал, направляющий ее в дифференцировку. Это транзиторное функциональное состояние мы назвали инициированным состоянием. В нем клетки характеризовались измененной восприимчивостью к гормональным стимулам. Например, в нем клетки обладали сниженной чувствительностью к агонистам β-АР, которые являются ключевыми сенсорами катехоламинов в покоящемся базальном состоянии стволовой клетки. В то же время в инициированном состоянии клетки оказывались сенситизированы к α1-агонистам. Суммарно, это приводило к повышенной чувствительности МСК к норадреналину, причем активируемые сигнальные каскады переключались с цАМФ-зависимых на Са2+-зависимые. Сигналы, переводящие МСК в инициированное состояние, по аналогии с эмбриональным развитием, можно характеризовать как пермиссивные. Таким пермиссивным сигналом выступала стимуляция β3-АР, но, вероятно, существуют и другие пермиссивные сигналы для МСК. Например, при направлении МСК в дифференцировку в белые адипоциты или же в миофибробласты в профиброзном окружении β3-АР не активировались, но клетки переходили в инициированное состояние, из которого далее в дифференцировку. Далее, находясь в инициированном состоянии, МСК получали возможность воспринимать инструктивный сигнал, который и определял итоговое направление дифференцировки. Без получения инструктивного сигнала стволовая клетка возвращалась из инициированного состояния в базальное с возвращением гормональной чувствительности к исходной через 24-48 часов. Инструктивным сигналом для контрактильной дифференцировки являлась α1A-АР-зависимая кальциевая сигнализация. Воздействие инсулина на МСК приводило к их дифференцировке в направлении белых адипоцитов. А вот если на клетках, инициированных воздействием β3-агониста, сперва простимулировать вышедшие на поверхность α1А-АР, а затем подействовать инсулином, то они коммитировались в направлении бежевых адипоцитов. Важный вывод, который можно сделать из полученных результатов, это то, что сигналом для выбора МСК направления дифференцировки являлся не какой-то отдельный гормональный стимул и даже не просто комбинация стимулов, а комбинация стимулов, действующая в определенной последовательности. Если α1-агонист действовал перед или даже вместе с β-агонистом, а также с отличным от требуемого временным интервалом, то коммитирования в контрактильный фенотип и в бежевую дифференцировку не происходило, поскольку клетки не успевали пройти инициирование и наработать α1А-АР. После воздействия каждого предыдущего стимула в требуемой последовательности стволовая клетка меняла свое функциональное состояние, приобретая способность воспринять следующий сигнал. Таким образом, на ранних этапах активации МСК выбирали направление дифференцировки путем перехода в особое функциональное инициированное состояние, в котором уже воспринимали инструктивный сигнал. Инструктивным сигналом для МСК являлась комбинация и последовательность действующих с определенными временными интервалами гормональных стимулов.