Integriinien ja soluväliaineen vuorovaikutukset hiiren alkion kantasolujen uusiutumisen säätelyssä

Täysikasvuinen yksilö koostuu suuresta määrästä erilaisia erikoistuneita soluja, jotka muodostavat elimistön eri kudokset ja vastaavat niiden toiminnasta. Kaikki nämä solut ovat alun perin lähtöisin yhteisestä varhaisalkion kantamuodosta, jota kutsutaan alkion kantasoluksi. Alkion kantasoluilla on potentiaali erilaistua kaikiksi täysikasvuisen yksilön erikoistuneiksi soluiksi. Täysikasvuisen yksilön kantasoluilla sitä vastoin on rajallinen potentiaali erilaistua tiettyjen kudosten soluiksi ja niitä tarvitaan näiden kudosten ylläpitoon. Kantasolut voivat myös säilyä erilaistumattomina eli uusiutua ja toimia näin lähteenä uusille kantasoluille. Aikuisen kantasolut sijaitsevat erityisissä mikroympäristöissä, joita kutsutaan kantasolulokeroiksi. Nämä mikroympäristöt säätelevät kantasolun kohtaloa joko erilaistua tai uusiutua. Kantasolujen uusiutumista ja erilaistumista säätelevien tekijöiden ymmärtäminen on lääketieteellisesti merkittävä tutkimusala, sillä kantasoluja voidaan hyödyntää vahingoittuneiden kudosten korjaamisessa.

Solujen aktiivisesti erittämä, kokoama ja muokkaama soluväliaine on olennainen osa kantasolujen mikroympäristöä ja osallistuu kantasolujen kohtalon ohjaamiseen. Soluväliaineen viestit välittyvät soluun erityisten solukalvoreseptorien, integriinien välityksellä. Integriinit ovat suuri molekyyliperhe a ja b alayksiköstä muodostuvia heterodimeerejä, joita tunnetaan nisäkkäissä 24 erilaista yhdistelmää.

Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin tiettyjen integriinien ja niiden soluväliaineligandien roolia alkion kantasolujen uusiutumisessa olosuhteissa, joissa ei käytetty kantasolujen erilaistumista estäviä kasvutekijöitä. Integriinialayksiköiden ilmentyminen hiljennettiin lentivirus-kuljettimien välityksellä hiiren alkion kantasoluissa ja hiljentymisen vaikutuksia kantasolujen uusiutumisessa tutkittiin pitkällä aikavälillä viljelemällä soluja erilaisten soluväliaineiden päällä. Havaitsimme, että b1-alayksikön sisältämät integriinit säätelivät sekä kantasolujen uusiutumista, että eloonjäämistä ja erityisesti a6b1-integriiniyhdistelmä oli olennainen uusiutumisen kannalta. Lisäksi aV-alayksikön sisältämät integriinit vaadittiin kantasolujen kiinnittymiseen laminiinista koostuvan soluväliaineen päällä. Osana tutkimusta kehitimme optimoidun menetelmän puhdistaa korkean tiitterin virus-kuljettimia korkean erotuskyvyn nestekromatografialla ja osoitimme, että näin puhdistetut viruspreparaatit aiheuttavat vähemmän epäspesifistä toksisuutta primäärisoluviljelmissä.