Клетки стволовые гемопоэтические: дифференцировка
Гемопоэтические, или кроветворные, стволовые клетки плюрипотентны, т.е. дают начало всем видам терминально дифференцированных клеток крови.
Кроветворная примитивная стволовая клетка плюрипотентна: она может давать начало многим типам клеток. Многие эксперименты показывают, что все классы клеток крови - и миелоидных и лимфоидных - происходят от общей стволовой клетки (СХЕМА ). Во взрослом организме стволовые клетки находятся главным образом в костном мозге , где они в норме довольно редко делятся, производя новые стволовые клетки (самообновление).
Плюрипотентные стволовые клетки (КИДК, КООБ, КОЕс) дают начало коммитированным клеткам- предшественницам
КОЕбл, ВПП-КОЕ, ГЭММ-КОЕ , которые уже необратимо определились как предки кровяных клеток одного или нескольких типов. Полагают, что коммитированные клетки делятся быстро, но ограниченное число раз. Коммитированные клетки усиленно делятся под воздействием сигнальных гликопротеиновых молекул, называемых колониестимулирующими факторами , КСФ . В конце такой серии делений они становятся терминально дифференцированными клетками , которые обычно больше не делятся и погибают через несколько дней или недель.
Плюрипотентные стволовые клетки малочисленны, их трудно распознавать и все еще не ясно, как они выбирают свой путь среди разных вариантов развития. Программирование клеточных делений и выведение клеток на определенный путь дифференцировки ( коммитирование ), видимо, включают в себя и случайные события.
В 1995 не было понятно, как регулируется сложный процесс вступления стволовой клетки в цикл и выбор ею направления дифференцировки. Показано лишь, что в отделе стволовых мультипотентных клеток регуляция эта носит локальный характер при прямом участии стромы кроветворных органов, те так называемого микроокружения . Участвующие в ней ростовые факторы и ингибиторы, как уже четко охарактеризованные [ фактор стволовых клеток ( SCF ), интерлейкин 1 и
интерлейкин 3 , лейкоз-ингибирующий фактор ( LIF ), трансформирующий ростовой фактор - ( TGF ), G-CSF ), так и только изучаемые типа циклинов , рестриктинов , адгезинов и др., продуцируются главным образом клетками стромы или в более широком смысле - клетками микроокружения [ Metcalf D., 1984 , Metcalf D., 1991 ].
Локальный эффект таких факторов обеспечивается как их продукцией in situ, так и иммобилизацией на компонентах внеклеточного матрикса .
Начало активного функционирования стволовой клетки, связанного с выходом ее из Go фазы клеточного цикла , как и выбор ею направления дифференцировки, видимо специально не регулируются и представляют собой стохастические и, следовательно, исключительно надежные процессы [ Nakahata T., ea, 1982 , Till J.E., ea, 1964 , Ogawa M.,1993 ].
В эволюции подобные стохастические (случайные), процессы всегда используются при особо важных для судьбы вида решениях: выбор пола, мобилизация в клеточный цикл яйцеклеток и др.
