Стволовые кроветворные клетки: общие сведения

В связи с огромным количеством клеток крови, продуцируемых при нормальном кроветворении (у взрослого человека около 1/3 триллиона в сутки) казалось само собой разумеющимся, что в основе такого интенсивного процесса новообразования клеток должна находиться клетка или клетки, способные к самовоспроизводству, т.е. бессмертные клетки, дочерние элементы которых могут не отличаться от исходной как по пролиферативному потенциалу, так и по набору доступных дифференцировок. Отсюда крайне простое и в то же время строго логичное определение: любая клетка, обладающая по меньшей мере двумя свойствами, а именно, способностью к самоподдержанию и способностью к дифференцировке (не важно, в одном или в нескольких направлениях) является стволовой клеткой любой обновляющейся ткани (кроветворная система, кожа, кишечник и др.). Стволовые клетки способны восстанавливать кроветворение у облученных животных (радиозащитное действие), длительно поддерживать кроветворение и образовывать колониеобразующие единицы селезенки (двенадцатидневные селезеночные колонии), дающие начало гранулоцитарным, моноцитарным, эритроидным, мегакариоцитарным и лимфоидным колониям.

Все клетки гемопоэтического происхождения образуются из примитивных стволовая кроветворная клеток (пСКК), локализованных в костном мозге (см. СХЕМУ) и дающих начало клеткам четырех основных направлений дифференцировки:

- эритроидного ( эритроциты ),

- мегакариоцитарного ( тромбоциты ),

- миелоидного ( гранулоциты и моноядерные фагоциты ) и

- лимфоидного ( лимфоциты ).

Дивергенция общего стволового элемента происходит на самом раннем этапе костномозговой дифференцировки.

Антигенпрезентирующие клетки в основном, но не исключительно, развиваются из миелоидных клеток-предшественников.

Клетки миелоидного и лимфоидного ряда наиболее важны для функционирования иммунной системы.

Лимфопоэтическая своловая клетка определяет две самостоятельные линии развития, приводящие к образованию Т-клеток и В-клеток .

Первая образующаяся из ГСК клетка-предшественник представляет собой колониеобразующуюся единицу (КОЕ) , которая определяет линии развития, приводящие к образованию гранулоцитов , эритроцитов , моноцитов и мегакариоцитов . Созревание этих клеток происходит под влиянием колониестимулирующих факторов (КСФ) и ряда интерлейкинов , в том числе ИЛ-1 , ИЛ-3 , ИЛ-4 , ИЛ-5 и ИЛ-6 . Все они играют важную роль в положительной регуляции (стимуляции) гемопоэза и продуцируются, главным образом, стромальными клетками костного мозга , но также и зрелыми формами дифференцированных миелоидных и лимфоидных клеток. Другие цитокины (например, ТРФ-бета ) могут осуществлять понижающую регуляцию (подавление) гемопоэза).

У всех клеток как лимфоидного, так и миелоидного ряда время жизни ограничено, и все они непрерывно образуются.

У млекопитающих в период внутриутробного развития ГСК присутствуют в желточном мешке, печени, селезенке и костном мозге . Во взрослом организме гемопоэтические стволовые клетки находятся в основном в костном мозге, где они в норме довольно редко делятся, производя новые стволовые клетки (самообновление). Животное можно спасти от последствий облучения в летальных дозах введением клеток костного мозга, которые заселяют его лимфоидную и миелоидную ткани.

Плюрипотентные стволовые клетки дают начало коммитированным клеткам-предшественницам, которые уже необратимо определились как предки кровяных клеток одного или нескольких типов ( рис. 12 ). Полагают, что коммитированные клетки делятся быстро, но ограниченное число раз, при этом делятся они под воздействием факторов микроокружения: соседних клеток и растворимых или мембраносвязанных цитокинов . В конце такой серии делений клетки эти становятся терминально дифференцированными, обычно больше не делятся и погибают через несколько дней или недель.

Плюрипотентные стволовые клетки малочисленны, их трудно распознавать, и все еще неясно, 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.

Стволовая клетка плюрипотентна, т.к. дает начало многим видам терминально дифференцированных клеток. Что касается клеток крови, то эксперименты показывают, что все классы клеток крови - и миелоидных и лимфоидных - происходят от общей гемопоэтической стволовой клетки.

Гемопоэтическая стволовая клетка развивается следующим образом. У эмбриона гемопоэз начинается в желточном мешке , но по мере развития эта функция переходит к печени плода и, наконец, к костному мозгу , где и продолжается в течение всей жизни. Гемопоэтическая стволовая клетка, дающая начало всем элементам крови, плюрипотентна и заселяет другие гемо- и лимфопоэтические органы и самовоспроизводится, превращаясь в новые стволовые клетки. Животное можно спасти от последствий облучения в летальных дозах введением клеток костного мозга, которые заселяют его лимфоидную и миелоидную ткани.

Во взрослом организме гемопоэтические стволовые клетки находятся главным образом в костном мозге , где они в норме довольно редко делятся, производя новые стволовые клетки (самообновление).

Клетку-предшественницу, дающую в культуре клеток начало колонии эритроцитов, называют колониеобразующей единицей эритроидного ряда , или КОЕ-Э , и она дает начало зрелым эритроцитам после шести или даже меньшего числа циклов деления. КОЕ-Э еще не содержит гемоглобин . 

Более подробно см. ГЕМОПОЕЗ

Клетки стволовые кроветворные не бессмертны

Клетки стволовые кроветворные: вступление в дифференцировку

ПРОЛИФЕРАЦИЯ ГЕМОПОЭТИЧЕСКИХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК: РОЛЬ МИКРООКРУЖЕНИЯ

Гемопоэтические клетки: взаимодействие с ростовыми факторами

Гематопоэтические стволовые клетки как мишени для генной терапии

Гемопоэтические стволовые клетоки: хоуминг

Ссылки:

Все ссылки