Лаборатория эпигенетики
Заведующий лабораторией - д.б.н., проф. Сергей Львович Киселев
Лаборатория эпигенетики образовалась из лаборатории генетических основ клеточных технологий, которая была организована в Институте под руководством д.б.н., проф. Киселева С.Л. в 2007 г. Основным направлением работ было и остается изучение биологии плюрипотентных стволовых клеток человека, их генетической стабильности, эпигенетических особенностей и дифференцировочного потенциала.
За прошедшее время была создана уникальная, единственная в России коллекция линий ЭСК человека, которая включает как самостоятельно установленные клеточные линии, так и полученные от зарубежных исследователей (J. Thomson, D. Melton). Совместно с зарубежными исследователями в рамках проекта International Stem Cell Initiative проведено исследование генетической стабильности ЭСК человека (Nature Biotech, 2011), изучены эпигенетические особенности линий (Cell Cycle. 2006), изучены особенности дифференцировки ПСК (Bull Exp Biol Med. 2012 Stem Cells Dev), проведен целый ряд других исследований.
Появление технологии генетического репрограммирования позволило перейти к изучению молекулярных механизмов индивидуальных заболеваний и разработке возможных средств терапии. За несколько лет работы была создана уникальная коллекция линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК) человека, полученных как от здоровых индивидуумов, так и от носителей различных болезней. Коллекция не имеет аналогов в России и насчитывает более 400 различных линий клеток. Используя созданную коллекция, изучен целый ряд нейродегенеративных патологий, таких как болезнь Паркинсона, Гентингтона, спинальная мышечная атрофия, боковой амиотрофический склероз, макулодистрофия. Используя систему редактирования генома CRISPR/Cas9, исправлена мутация в клетках пациентов с макулярной дистрофией и получен пигментный эпителий сетчатки для терапии заболевания. На разработанной изогенной системе репрограммирования клеток человека, применяя полногеномные методы транскриптомного и метиломного анализа, установлено отсутствие специфической соматической памяти при репрограммировании, определен ряд маркеров для выбора наиболее совершенной линии иПСК. Детально изучены особенности реактивации Х хромосомы в женских плюрипотентных стволовых клетках. Лаборатория являлась победителем конкурса на формирование Центра по изучению стволовых клеток Сколковского института науки и технологий и входила в него. Ведется сотрудничество с зарубежными лабораториями Peter Andrews (UK), Rudolf Jaenisch (USA), Glyn Stacy (UK), Peter Ruggun (UK), Peter Lansdorp (NL), Hans Clevers (NL), Mitsui Takahashi (JP) Shinia Yamanaka D. Melton (USA), J. Koistinaho (Finland), с университетами Китая. Проекты выполняются совместно с российскими институтами, такими как Институт цитологии и генетики СО РАН, Институт цитологии РАН, Центр неврологии, НМИЦ эндокринологии, НИИ глазных болезней и целым рядом других учреждений. В лаборатории подготовлено около двух десятков дипломников и защищено 5 кандидатских и 1 докторская диссертации.
Избранные публикации:
Nekrasov ED, Kiselev SL Mitochondrial distribution violation and nuclear indentations in neurons differentiated from iPSCs of Huntington's disease patients.// J Stem Cells Regen Med., 2018, 14(2):80-85
Sultanov R, Lebedeva O, Arapidi G, Lagarkova M, Kiselev S. Methylation profile of induced pluripotent stem cells generated by integration and integration-free approaches// Data in brief, 2018 17:662-666
Vigont V, Nekrasov E, Shalygin A, Gusev K, Klushnikov S, Illarioshkin S, Lagarkova M, Kiselev S L., Kaznacheyeva E. Patient-Specific iPSC-Based Models of Huntington's Disease as a Tool to Study Store-Operated Calcium Entry Drug Targeting.// Front Pharmacol, 2018, 9: 696-702
Panova AV, Bogomazova AN, Lagarkova MA, Kiselev SL. Epigenetic reprogramming by naïve conditions establishes an irreversible state of partial X chromosome reactivation in female stem cells.//Oncotarget, 2018, 9(38):25136-25147
Lebedin MY, Mayorova KV, Bogomazova AN, Kiselev SL. Application of CRISPR/Cas9 genome edditing thechnology to correct Stargardt disease in iPSC derived retinal pigment epithelial cells. Genes&Cells, 2017, 2:58-63 (in Russian)
Philonenko ES, Shutova MV, Khomyakova EA, Vassina EM, Lebedeva OS, Kiselev SL, Lagarkova MA Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Mesodermal and Ectodermal Derivatives Is Independent of the Type of Isogenic Reprogrammed Somatic Cells. Acta Naturae. 2017 (1):68-74.(in Russian)
Bezprozvanny I, Kiselev SL. Neurons from skin mimic brain holes. Oncotarget. 2017 : 8(6):8997-8998.
Holmqvist S, Lehtonen Š, Chumarina M, Puttonen KA, Azevedo C, Lebedeva O, Ruponen M, Oksanen M, Djelloul M, Collin A, Goldwurm S, Meyer M, Lagarkova M, Kiselev S, Koistinaho J, Roybon L Creation of a library of induced pluripotent stem cells from Parkinsonian patients. NPJ Parkinsons Dis. 2016;2:16009.
Manifestation of Huntington's disease pathology in human induced pluripotent stem cell-derived neurons.
Nekrasov ED, Vigont VA, Klyushnikov SA, Lebedeva OS, Vassina EM, Bogomazova AN, Chestkov IV, Semashko TA, Kiseleva E, Suldina LA, Bobrovsky PA, Zimina OA, Ryazantseva MA, Skopin AY, Illarioshkin SN, Kaznacheyeva EV, Lagarkova MA, Kiselev SL.
Mol Neurodegener. 2016 Apr 14;11:27. IF 6.510
An integrative analysis of reprogramming in human isogenic system identified a clone selection criterion.
Shutova MV, Surdina AV, Ischenko DS, Naumov VA, Bogomazova AN, Vassina EM, Alekseev DG, Lagarkova MA, Kiselev SL.
Cell Cycle. 2016 Apr 2;15(7):986-97. IF 4.57
Chestkov IV, Vasilieva EA, Illarioshkin SN, Lagarkova MA, Kiselev SL. Patient-Specific Induced Pluripotent Stem Cells for SOD1-Associated Amyotrophic Lateral Sclerosis Pathogenesis Studies. // Acta Naturae. 2014 Jan;6(1):54-60.
Bogomazova AN, Lagarkova MA, Panova AV, Nekrasov ED, Kiselev SL. Reactivation of Х chromosome upon reprogramming leads to changes in the replication pattern and 5hmC accumulation. // Chromosoma. 2014 Mar;123(1-2):117-28.
Panova AV, Nekrasov ED,LagarkovaMA, Kiselev SL, Bogomazova AN. Late replication of the inactive x chromosome is independent of the compactness of chromosome territory in human pluripotent stem cells. // Acta Naturae. 2013 Apr;5(2):54-61.
Sharovskaya YY, Philonenko ES, Kiselev SL, Lagarkova MA. De novo reestablishment of gap junctional intercellular communications during reprogramming to pluripotency and differentiation. // Stem Cells Dev. 2012 Sep 20;21(14):2623-9.
Lagar'kova MA, Shilov AG, Gubanova NI, Prokhorovich MA, Kiselev SL. In vitro histogenesis of human embryonic stem cells into retina components. // Bull Exp Biol Med. 2012;152(4):516-8. English, Russian.
Philonenko ES, Shutova MV, Chestkov IV, Lagarkova MA, Kiselev SL. Current progress and potential practical application for human pluripotent stem cells. // Int Rev Cell Mol Biol. 2011;292:153-96.
Bogomazova AN, Lagarkova MA, Tskhovrebova LV, Shutova MV, Kiselev SL. Error-prone nonhomologous end joining repair operates in human pluripotent stem cells during late G2. // Aging (Albany NY). 2011 Jun;3(6):584-96.
Velichko AK, Lagarkova MA, Philonenko ES, Kiselev SL, Kantidze OL, Razin SV Sensitivity of human embryonic and induced pluripotent stem cells to a topoisomerase II poison etoposide. // Cell Cycle. 2011 Jun 15;10(12):2035-7.
International Stem Cell Initiative, Amps K, Andrews PW, Anyfantis G, Armstrong L, Avery S, Baharvand H, Baker J, Baker D, Munoz MB, Beil S, Benvenisty N, Ben-Yosef D, Biancotti JC, Bosman A, Brena RM, Brison D, Caisander G, Camarasa MV, Chen J, Chiao E, Choi YM, Choo AB, Collins D, Colman A, Crook JM, Daley GQ, Dalton A, De Sousa PA, Denning C, Downie J, Dvorak P, Montgomery KD, Feki A, Ford A, Fox V, Fraga AM, Frumkin T, Ge L, Gokhale PJ, Golan-Lev T, Gourabi H, Gropp M, Lu G, Hampl A, Harron K, Healy L, Herath W, Holm F, Hovatta O, Hyllner J, Inamdar MS, Irwanto AK, Ishii T, Jaconi M, Jin Y, Kimber S, Kiselev S, Knowles BB, Kopper O, Kukharenko V, Kuliev A, Lagarkova MA, Laird PW, Lako M, Laslett AL, Lavon N, Lee DR, Lee JE, Li C, Lim LS, Ludwig TE, Ma Y, Maltby E, Mateizel I, Mayshar Y, Mileikovsky M, Minger SL, Miyazaki T, Moon SY, Moore H, Mummery C, Nagy A, Nakatsuji N, Narwani K, Oh SK, Oh SK, Olson C, Otonkoski T, Pan F, Park IH, Pells S, Pera MF, Pereira LV, Qi O, Raj GS, Reubinoff B, Robins A, Robson P, Rossant J, Salekdeh GH, Schulz TC, Sermon K, Sheik Mohamed J, Shen H, Sherrer E, Sidhu K, Sivarajah S, Skottman H, Spits C, Stacey GN, Strehl R, Strelchenko N, Suemori H, Sun B, Suuronen R, Takahashi K, Tuuri T, Venu P, Verlinsky Y, Ward-van Oostwaard D, Weisenberger DJ, Wu Y, Yamanaka S, Young L, Zhou Q. Screening ethnically diverse human embryonic stem cells identifies a chromosome 20 minimal amplicon conferring growth advantage. // Nat Biotechnol. 2011 Nov 27;29(12):1132-44.
Lagarkova MA, Shutova MV, Bogomazova AN, Vassina EM, Glazov EA, Zhang P, Rizvanov AA, Chestkov IV, Kiselev SL. Induction of pluripotency in human endothelial cells resets epigenetic profile on genome scale.// Cell Cycle. 2010;9(5):937-46.
Lagarkova MA, Volchkov PY, Lyakisheva AV, Philonenko ES, Kiselev SL. Diverse epigenetic profile of novel human embryonic stem cell lines. // Cell Cycle. 2006 Feb;5(4):416-20.