Гемопоэтические стволовые клетки: общие сведения
Гемопоэтические стволовые клетки (hematopoietic stem cell, haematopoietic stem cell, HSC) [греч. haima — кровь и poiesis — создание] — кроветворные стволовые клетки, которые способны многократно делиться и дифференцироваться в различные популяции зрелых эритроидных клеток (лейкоциты, эритроциты, тромбоциты и др.); трансплантированные ГСК способны восстанавливать систему кроветворения при ее поражении вследствие болезни или химиотерапии основного заболевания. Источником Г.с.к., пригодных для трансплантации, служат, напр., клетки костного мозга, пуповинная кровь.
Все клетки гемопоэтического происхождения образуются из примитивных стволовых кроветворных 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 ).
Гемопоэтические стволовые клетки (HSCs) поддерживают пул клеток крови путем самообновления, а также производства дочерних клеток, которые дифференцируются в лимфоидные, миелоидные и эритроидные линии. Ниша стволовых клеток в костном мозге взрослого организма обеспечивает эти клетки специфическими внешними сигналами для поддержания их судьбы. С другой стороны, внутриклеточные сигналы для поддержания состояния "стволовости", базируются, по-видимому, на системе PcG .
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.
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 .
Смотрите также:
