Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1040210.32607/20758251-2017-9-1-68-74Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleDifferentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Mesodermal and Ectodermal Derivatives Is Independent of the Type of Isogenic Reprogrammed Somatic CellsДифференцировка плюрипотентных клеток человека в мезодермальные и эктодермальные производные не зависит от типа репрограммированных изогенных соматических клетокPhilonenkoE. S.ФилоненкоE. С.
Russian Federation
lagar@vigg.ruShutovaM. V.ШутоваM. В.
Russian Federation
lagar@vigg.ruKhomyakovaЕ. А.ХомяковаЕ. А.
Russian Federation
lagar@vigg.ruVassinaЕ. М.ВасинаЕ. М.
Russian Federation
lagar@vigg.ruLebedevaО. S.ЛебедеваО. С.
Russian Federation
lagar@vigg.ruKiselevS. L.КиселевС. Л.
Russian Federation
lagar@vigg.ruLagarkovaМ. А.ЛагарьковаМ. А.
Russian Federation
lagar@vigg.ruVavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of SciencesИнститут общей генетики им. Н.И. Вавилова РАНScientific Research Center of Physical-Chemical MedicineФедеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентстваKazan State UniversityКазанский федеральный университет1503201791VOL 9, NO1 (2017)ТОМ 9, №1 (2017)687417012020Copyright ©; 2017, Philonenko E.S., Shutova M.V., Khomyakova Е.А., Vassina Е.М., Lebedeva О.S., Kiselev S.L., Lagarkova М.А.Copyright ©; 2017, Филоненко E.С., Шутова M.В., Хомякова Е.А., Васина Е.М., Лебедева О.С., Киселев С.Л., Лагарькова М.А.2017Philonenko E.S., Shutova M.V., Khomyakova Е.А., Vassina Е.М., Lebedeva О.S., Kiselev S.L., Lagarkova М.А.Филоненко E.С., Шутова M.В., Хомякова Е.А., Васина Е.М., Лебедева О.С., Киселев С.Л., Лагарькова М.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10402

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) have the capacity to unlimitedly proliferate and differentiate into all types of somatic cells. This capacity makes them a valuable source of cells for research and clinical use. However, the type of cells to be reprogrammed, the selection of clones, and the various genetic manipulations during reprogramming may have an impact both on the properties of iPSCs and their differentiated derivatives. To assess this influence, we used isogenic lines of iPSCs obtained by reprogramming of three types of somatic cells differentiated from human embryonic stem cells. We showed that technical manipulations in vitro, such as cell sorting and selection of clones, did not lead to the bottleneck effect, and that isogenic iPSCs derived from different types of somatic cells did not differ in their ability to differentiate into the hematopoietic and neural directions. Thus, the type of somatic cells used for the generation of fully reprogrammed iPSCs is not important for the practical and scientific application of iPSCs.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) обладают способностью к неограниченной пролиферации и дифференцировке во все типы соматических клеток. Это делает их универсальным источником клеток для исследований и клинического применения. Однако процесс репрограммирования клеток того или иного типа, отбор клонов, проведение генетических манипуляций могут влиять на свойства как иПСК, так и получаемых из них дифференцированных производных. Для оценки этого влияния использована изогенная система линий иПСК, полученных методом репрограммирования из трех типов соматических клеток, дифференцированных из эмбриональных стволовых клеток человека. Показано, что технологические манипуляции in vitro, такие, как сортировка клеток и отбор клонов, не приводят к эффекту «бутылочного горлышка», а изогенные иПСК, полученные из различных соматических клеток, не отличаются по способности к дифференцировке в гемопоэтическом и нейральном направлениях. Таким образом, для использования иПСК в научных или практических целях не принципиально, из клеток какого типа получены полностью репрограммированные клетки.

induced pluripotent stem cellshuman embryonic stem cellstranscriptionhematopoiesisneuronsmethylationгемопоэзиндуцированные плюрипотентные стволовые клеткиметилированиенейронытранскрипцияэмбриональные стволовые клетки человекаThe study was carried out using a grant from the Russian Foundation for Basic Research No. 15-04-05675 and a grant from the Russian Science Foundation No. 14-15-00930.Исследование выполнено за счет гранта РФФИ № 15-04-05675 и гранта Российского научного фонда № 14-15-00930.[1] Takahashi K., Yamanaka S. // Cell. 2006, V.126, №4, P.663-676[2] Pang Z.P., Yang N., Vierbuchen T., Ostermeier A., Fuentes D.R., Yang T.Q., Citri A., Sebastiano V., Marro S., Sudhof T.C. // Nature 2011, V.476, №7359, P.220-223[3] Bhutani K., Nazor K.L., Williams R., Tran H., Dai H., Dzakula Z., Cho E.H., Pang A.W., Rao M., Cao H. // Nat. Commun. 2016. V. 7. № 10536. doi: 10.1038/ncomms10536. 2016, V.7, №10536, doi: 10.1038/ncomms10536[4] Kamao H., Mandai M., Okamoto S., Sakai N., Suga A., Sugita S., Kiryu J., Takahashi M. // Stem Cell Repts. 2014, V.2, №2, P.205-218[5] Shutova M.V., Surdina A.V., Ischenko D.S., Naumov V.A., Bogomazova A.N., Vassina E.M., Alekseev D.G., Lagarkova M.A., Kiselev S.L. // Cell Cycle. 2016, V.15, №7, P.986-997[6] Andrews P.W., Cavagnaro J., Deans R., Feigal E., Horowitz E., Keating A., Rao M., Turner M., Wilmut I., Yamanaka S. // Nat. Biotechnol. 2014, V.32, №8, P.724-726[7] Kyttala A., Moraghebi R., Valensisi C., Kettunen J., Andrus C., Pasumarthy K.K., Nakanishi M., Nishimura K., Ohtaka M., Weltner J. // Stem Cell Repts. 2016, V.6, №2, P.200-212[8] Cowan C.A., Klimanskaya I., McMahon J., Atienza J., Witmyer J., Zucker J.P., Wang S., Morton C.C., McMahon A.P., Powers D. // N. Engl. J. Med. 2004, V.350, №13, P.1353-1356[9] Thomson J.A., Itskovitz-Eldor J., Shapiro S.S., Waknitz M.A., Swiergiel J.J., Marshall V.S., Jones J.M. // Science. 1998, V.282, №5391, P.1145-1147[10] Lagarkova M.A., Shutova M.V., Bogomazova A.N., Vassina E.M., Glazov E.A., Zhang P., Rizvanov A.A., Chestkov I.V., Kiselev S.L. // Cell Cycle. 2010, V.9, №5, P.937-946[11] Nekrasov E.D., Vigont V.A., Klyushnikov S.A., Lebedeva O.S., Vassina E.M., Bogomazova A.N., Chestkov I.V., Semashko T.A., Kiseleva E., Suldina L.A. // Mol. Neurodegener. 2016, V.11, №27[12] Amps K., Andrews P.W., Anyfantis G., Armstrong L., Avery S., Baharvand H., Baker J., Baker D., Munoz M.B. // International Stem Cell Initiative // Nat. Biotechnol. 2011, V.29, №12, P.1132-1144[13] Altarescu G., Renbaum P., Eldar-Geva T., Brooks B., Varshaver I., Avitzour M., Margalioth E.J., Levy-Lahad E., Elstein D., Epsztejn-Litman S. // Prenat. Diagn. 2011, V.31, №9, P.853-860[14] Masui S., Ohtsuka S., Yagi R., Takahashi K., Ko M.S., Niwa H. // BMC Dev. Biol. 2008, V.8, №45[15] Bhatia S., Pilquil C., Roth-Albin I., Draper J.S. // PLoS One. 2013, V.8, №2, e57276[16] Feng Q., Lu S.J., Klimanskaya I., Gomes I., Kim D., Chung Y., Honig G.R., Kim K.S., Lanza R. // Stem Cells. 2010, V.28, №4, P.704-712[17] Bock C., Kiskinis E., Verstappen G., Gu H., Boulting G., Smith Z.D., Ziller M., Croft G.F., Amoroso M.W., Oakley D.H. // Cell. 2011, V.144, P.439-452[18] Rouhani F.J., Nik-Zainal S., Wuster A., Li Y., Conte N., Koike-Yusa H., Kumasaka N., Vallier L., Yusa K., Bradley A. // PLoS Genet. 2016, V.12, №4, e1005932[19] Lagarkova M.A., Volchkov P.Y., Lyakisheva A.V., Philonenko E.S., Kiselev S.L. // Cell Cycle. 2006, V.5, №4, P.416-420[20] Allegrucci C., Wu Y.Z., Thurston A., Denning C.N., Priddle H., Mummery C.L., Ward-van Oostwaard D., Andrews P.W., Stojkovic M., Smith N. // Human Molecular Genetics 2007, V.16, №10, P.1253-1268