Details

Понимание механизмов, управляющих ростом колоний плюрипотентных стволовых клеток человека, является важным для совершенствования условий их культивации и отбора с целью дальнейшего использования в регенеративной медицине. Работа посвящена изучению особенностей роста и миграции колоний плюрипотентных стволовых клеток человека двух клеточных линий (CaSR и H9). Проведён анализ фазово-контрастных изображений растущих колоний на нескольких временах, получена динамика площадей колоний и их траектории. С помощью модели экспоненциального роста колоний рассчитаны параметры роста. Анализ параметров позволил выделить фактор, влияющий на изменение размеров колоний и отличный от факторов, связанных с делением клеток и слиянием колоний. Этот фактор можно интерпретировать как проявление внутриклеточных молекулярных процессов, регулирующих плюрипотентный фенотип колонии. В результате анализа динамики среднеквадратичного смещения колоний рассчитаны параметры диффузии колоний в рамках модели на основе дробнодифференциального уравнения Клейна–Крамерса. Показано, что клеточные линии CaSR и H9 характеризуются различными коэффициентами диффузии, при этом колонии обеих линий демонстрируют режим супердиффузии. Полученные результаты дают новую информацию об особенностях роста и миграции колоний рассмотренных клеточных линий.

Understanding the mechanisms governing the growth of human pluripotent stem cell colonies is important for improving the conditions for their cultivation and selection for further use in regenerative medicine. The work is devoted to the study of the growth and migration of human pluripotent stem cell colonies of two cell lines (CaSR and H9). The analysis of phase-contrast images of growing colonies at several times was carried out, the dynamics of colony areas and their trajectories were obtained. The growth parameters are calculated using the exponential growth model of colonies. The analysis of the parameters allowed us to identify a factor that affects the change in colony size and is different from the factors associated with cell division and colony fusion. This factor can be interpreted as a manifestation of intracellular molecular processes regulating the pluripotent phenotype of the colony. As a result of the analysis of the dynamics of the root–mean-square displacement of colonies, the parameters of colony diffusion are calculated within the framework of a model based on the fractional differential Klein-Kramers equation. It has been shown that the CaSR and H9 cell lines are characterized by different diffusion coefficients, while the colonies of both lines exhibit a superdiffusion regime. The obtained results provide new information about the features of growth and migration of colonies of the considered cell lines.