Characterization of human adipose-derived mesenchymal stem cell in vitro senescence

Darba mērķis bija raksturot no cilvēka taukaudiem izdalītu mezenhimālo cilmes šūnu in vitro senescenci. Darbā izmantotas no 8 donoriem iegūtas MCŠ, kas kultivētas līdz proliferācijas aresta sasniegšanai. MCŠ senescence tika raksturota pēc (1) fenotipa (morfoloģija, proliferācija, adipo- un osteogēnais diferenciācijas potenciāls, b-galaktozidāzes ekspresija, metaboliskā aktivitāte, peroksīdu uzkrāšanās), (2) gēnu ekspresijas un (3) telomēru relatīvā garuma izmaiņām. Rezultāti norāda, ka MCŠ raksturīga morfoloģijas, proliferatīvo un diferencēšanās spēju variācija starp donoriem. Ilgstoši kultivējot MCŠ, tika novērotas morfoloģijas izmaiņas, dubultošanās laika un b-galaktozidāzes ekspresijas palielināšanās un koloniju veidošanas spējas un diferenciācijas potenciāla samazināšanās, savukārt metabolisma testa vērtības pieaugums pēdējās pasāžās saistāms ar senescences fenotipu. Gēnu ekspresijas analīze norāda individuālu ekspresijas profilu katram donoram. Konstatēts, ka MCŠ sastāv no divām labi nodalāmām subpopulācijām, kas atšķiras pēc šūnu izmēra un telomēru garuma. Trim šūnu kultūrām raksturīga replikatīvā senescence, pārējām - priekšlaicīgā. Atslēgvārdi: MCŠ, ASC, senescence, telomēras, Flow FISH, b-Gal, CFU, MTT, gēnu ekspresija, subpopulācijas.The aim of this work was to characterize in vitro senescence of human adipose-derived mesenchymal stem cells. MSC were isolated from 8 donors and cultured until proliferation arrest was reached. MSC senescence was characterized by (1) phenotype (morphology, proliferation, potential of adipo- and osteogenesis, expression of b-galactosidase, metabolic activity, accumulation of peroxide), (2) gene expression and (3) relative telomere lenght. Results indicated that large donor variations in MSC properties exist. During long-term cultivation morphological changes, increase of doubling time and expression of b-Gal and decrease of colony forming ability and differentiation potential were observed. Elevated metabolism test values in late passages were connected with senescence phenotype. Analysis of gene expression showed individual expression profiles for each donor. Two distinct MSC subpopulations which differ in cell size and telomere lenght were identified. It was investigated that 3 cell cultures encountered replicative senescence, while others - premature. Keywords: MSC, ASC, senescence, telomeres, Flow FISH, b-Gal, CFU, MTT, gene expression, subpopulations