Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ им. Н.К. Кольцова РАН
Koltzov Institute of Developmental Biology of Russian Academy of Sciences

Лаборатория КЛЕТОЧНОЙ БИОЛОГИИ

Направления исследований

История

В 1992 г. в лабораторию гистогенеза, возглавляемую академиком Н.Г. Хрущовым, перешла группа специалистов из Научно-производственного центра медицинской биотехнологии Минздрава СССР, а в 1995 г. коллектив получил статус лаборатории, которую назвали "Лаборатория проблем клеточной пролиферации".

По истечении 20 лет, в 2016 году было принято решение сменить название на новое – "Лаборатория клеточной биологии".

Первоначально лабораторией руководил ее основатель – д.б.н. В.В. Терских, затем – д.б.н., чл.-корр. РАН, А.В. Васильев, а в настоящее время ее возглавляет д.б.н., чл.-корр. РАН, Е.А. Воротеляк.

Контакты

Морфогенез волосяного фолликула

Исследования в области морфогенеза кожи, которые велись в лаборатории на протяжении многих лет, сконцентрированы в настоящее время в области регенеративной способности и морфогенеза волосяного фолликула. Волосяной фолликул является удивительным миниорганом, который на протяжении всей жизни организма способен непрерывно регенерировать. Такая высокая регенеративная способность волосяного фолликула обеспечивается наличием в его составе нескольких пулов стволовых клеток. Мы изучаем поведение стволовых клеток волосяного фолликула в различных условиях (в норме, в ответ на повреждение, при культивировании), механизмы морфогенеза, регенерации и эпителио-мезенхимных взаимодействий в процессе формирования волосяного фолликула. Мы разрабатываем различные подходы для воспроизведения морфогенеза волосяного фолликула в трехмерной культуре с использованием постнатальных клеток. Создание технологии выращивания фолликулоподобных структур в культуре имеет большие перспективы в регенеративной медицине для лечения облысения (алопеции). Основными клеточными популяциями волосяного фолликула являются мезенхимные клетки дермальной папиллы и эпидермальные стволовые клетки наружного корневого влагалища (риc. 1).

Несмотря на то, что свойства этих клеток достаточно хорошо изучены, существует еще много нерешенных проблем, в частности, получение и длительное культивирование без потери индукционных свойств этих клеток. Подбирая условия формирования фолликулоподобных структур в культуре мы, с одной стороны, можем проследить за начальными стадиями морофогенеза волосяного фолликула in vivo, а с другой стороны, создать биотехнологический продукт для регенерации придатков кожи.

Ведется изучение стволовых клеток постнатального нервного гребня, расположенных в области балдж волосяного фолликула (СКНГ-ВФ) мыши и человека (риc. 2). Особое внимание уделяется нейральному потенциалу: дифференцировочным потенциям, особенностям интеграции в ткани головного и спинного мозга. Проводились трансплантации мышиных СКНГ-ВФ в головной мозг мыши, а также исследование взаимодействия клеток с переживающими срезами головного мозга мыши in vitro.

Рис. 1. Срез кожи эмбриона мыши на стадии Е18,5, окраска антителами против P-кадгерина (зеленый) и инволюкрина (красный). Ядра докрашены DAPI (синий).

Рис. 2. Сфероиды, cформированные СКНГ-ВФ человека в культуре.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) человека, (риc. 3) помимо потенциальной возможности их использования в регенеративной медицине и фундаментальных исследованиях плюрипотентности и клеточной дифференцировки, могут использоваться для моделирования наследственных заболеваний in vitro. В нашей лаборатории получены несколько линий ИПСК человека, в том числе, от доноров с синдромом Дауна. Пациенты с синдромом Дауна в настоящий момент считаются крупнейшей группой пациентов с наследственной предрасположенностью к болезни Альцгеймера. При помощи метода направленной дифференцировки мы получили культуры нейронов от пациентов с синдромом Дауна (риc. 4), в которых регистрируются признаки патологического метаболизма бета-амилоида, по сравнению с контрольными культурами клеток (с нормальным кариотипом). В частности, мы зафиксировали накопление bA-42 (патологическая изоформа бета-амилоида) в виде гранул в культуре клеток и повышенную его секрецию в культуральную среду.

Полученные культуры могут служить тест-системами для скрининга лекарственных препаратов для лечения болезни Альцгеймера, поскольку ИПСК человека обладают неограниченных пролиферативным потенциалом и позволяют масштабировать систему до любых необходимых размеров (риc. 5).

Рис. 4. Дифференцировка ИПС клеток в нейральном направлении. Самоорганизация клеток в т.н. "розетки", состоящие из нейральных стволовых клеток. Окраска на Nestin (зеленым), ядра клеток мечены DAPI (синий).




Рис. 3. Колония идуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК).  



Рис. 5. Терминальная дифференцировка в нейроны и глию. Окраска на GFAP(красным), beta-III-Tubulin (зеленым), ядра клеток мечены DAPI (синий).

Тканевая инженерия

Исследовательским коллективом, включающим как сотрудников нашего института, так и специалистов из других организаций, в том числе действующих клиницистов был разработан комплекс методов для нового направления медицинской науки – регенеративной медицины. Общим подходом, лежащим в основе этих методов, является использование культивированных клеток человека в сочетании с матриксом. К настоящему времени уже показали свою эффективность такие разработки, как живой эквивалент кожи (ЖЭК), дермальный эквивалент, эквивалент роговицы, эквивалент уретры и др. В настоящее время круг интересов сотрудников лаборатории в этой области расширяется. Активно ведутся разработки подходов к восстановлению хрящевой ткани, лечению диабета и генно-клеточной терапии (риc. 6).

Рис. 6. Структура живого эквивалента кожи

В лаборатории разработан эквивалент хрящевой ткани из постнатальных хондроцитов без использования подложки для клеток. При трансплантации в дефект хрящевой ткани уха кролика хрящевой эквивалент встраивается в структуру поврежденной ткани и восполняет дефект (риc. 7).

Совместно с НИИ глазных болезней им. Гельмгольца показано, что трансплантация хрящевого эквивалента в ожоговое бельмо позволяет получить роговично-хрящевой комплекс большей толщины по сравнению с ожоговыми бельмами в контроле, что может создать хорошие условия для последующей фиксации опорной пластины кератопротеза и позволит предотвратить ее обнажение (риc. 8 A, Б, В).

В лаборатории также исследуется роль мезенхимальных стволовых клеток (МСК) в развитии различных патологических процессов, таких как развитие опухоли и метастазирование, мышечная дистрофия Ландузи-Дежерина. В работе с коллегами из НГУ им. Н.И. Лобачевского и Нижегородской государственной медицинской академии используя методы прижизненного биоимиджинга показано, что системное введение МСК тормозит образование метастазов аденокарциномы молочной железы (Meleshina et al. Stem Cell Research & Therapy (2015) 6:15; DOI 10.1186/s13287-015-0003-7).




Рис. 7. Внешний вид хрящевого эквивалента


Рис. 8. Трансплантация хрящевого эквивалента в ожоговое бельмо (120 суток после трансплантации)

Наши партнеры

ВАКАНСИИ

Архив вакансий


18.05.2018 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН (ИБР РАН) объявляет конкурс на замещение должности ведущего научного сотрудника лаборатории постнатального онтогенеза

prikaz_37.pdf VAC_35330.pdf


27.04.2018 Итоги конкурса на замещение должностей научных работников, объявленного 04.04.2018 г. Протокол № 7:

VAC33325.pdf VAC33326.pdf VAC33327.pdf VAC33329.pdf


03.04.2018 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН (ИБР РАН) объявляет конкурс на замещение должностей научных сотрудников:

prikaz24.pdf vac_33325.pdf vac_33326.pdf
vac_33327.pdf vac_33329.pdf


23.03.2018 Итоги конкурса на замещение должностей научных работников, объявленного 15.02.2018 г. Протокол № 6:

vac31222.pdf vac31355.pdf vac31356.pdf
vac31357.pdf vac31358.pdf


20.02.2018 Итоги конкурса на замещение должности главного научного сотрудника лаборатории клеточных и молекулярных основ гистогенеза, объявленного 15.12.2017 г. Протокол № 5


23.03.2018 Итоги конкурса на замещение должностей научных работников, объявленного 30.01.2018 г. Протокол № 4:

29240_.pdf29241_.pdf


16.01.2018 Итоги конкурса на замещение должностей научных работников, объявленного 16.01.2018 г. Протокол № 3:

28310.pdf28412.pdf28416.pdf28417.pdf28420.pdf

АРХИВ ВАКАНСИЙ


15.12.2017 — GNS.pdf
13.12.2017 — 29241.pdf
13.12.2017 — 29240.pdf
09.11.2017 — 3_1_.pdf
09.11.2017 — 4_1_.pdf
09.11.2017 — 5_1_.pdf
09.11.2017 — 2_1_.pdf
09.11.2017 — 1_1_.pdf