КОЛОНИИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК
Колонии дифференцированных стволовых клеток, выделенные из зрелых тканей - еще один превосходный источник для исследований. Большинство исследований проводится с использованием колоний дифференцированных стволовых клеток лабораторных животных, таких как мышей и крыс, так как для получения человеческих дифференцированных стволовых клеток необходимо прибегать к инвазивным хирургическим методам. (Рис. 4.9)
Гемопоэтические дифференцированные стволовые клетки
Гемопоэтические стволовые клетки – одни из немногих стволовых клеток, которые могут быть выделены у взрослых людей. Они находятся в костном мозге и под влиянием особых условий с кровью мигрируют в другие ткани. Гемопоэтические стволовые клетки в норме также обнаруживаются в печени и селезенке плода, пуповине и плацентарной крови.
Первым экспериментальным подтверждением, доказывающим существование гемопоэтических стволовых клеток, стало открытие в 1961 году Till и McCulloch популяции клоногенных клеток костного мозга, способных создавать миелоэритроидные ростки в селезенке организма, получившего летальную дозу радиации. Иногда эти ростки, содержащие клоногенные клетки, могли быть снова ретрансплантированы в другой организм, получивший летальную дозу радиации, и восстановить иммунную систему. Эти клоногенные клетки было предложено назвать гемопоэтическими стволовыми клетками, что значит клетки-предшественницы, обладающие способностью к самовоспроизводству и потенциалом к дифференцировке в любую клетку крови.
|
|
|
Разработка исследований основных гематопоэтических клональных линий в совокупности с доступным методом многопараметрической клеточной сортировки с активацией флюоресценции в дальнейшем позволила производить выделение стволовых клеток гематопоэтического ряда у мышей, а также получить новую информацию о гематопоэтических стволовых клетках человека, основываясь на экспрессии специфических молекул на наружной поверхности клеточной мембраны и исследовании их функций in vivo и in vitro, в исследованиях с использованием долгоживущих стромальных колоний клеток. После идентификации и последующей изоляции мышиных стволовых гемопоэтических клеток был сделан значительный прогресс в отношении характеристики механизмов, контролирующих их дальнейшую судьбу. Во время или после клеточного деления каждая из двух дочерних клеток должна определить свое предназначение. Она может остаться существовать как гемопоэтическая стволовая клетка, вступить на путь дифференцировки или запустить процесс апоптоза, а также остаться в костном мозге или мигрировать на периферию. Эти процессы в итоге поддерживают стабильный уровень функционирующих гемопоэтических стволовых клеток и постоянно образуют клетки-предшественницы всех ростков кроветворения. (Рис. 4.10 и 4.11)
|
|
|
Пластичность гемопоэтических стволовых клеток
Совершенно очевидно, что гемопоэтические стволовые клетки настолько пластичны, что под влиянием особых условий они могут принимать участие в образовании тканей, отличных от системы крови. Несколько исследований показали, что гемопоэтические стволовые клетки могут дать начало клеткам печени. Эти сведения заставили ученых задуматься о биологическом ответе гемопоэтических стволовых клеток на болезнь или повреждение тканей и о ранней дифференцировке эмбриональных тканей в отдельные слои. (Рис. 4.12)
Было неожиданно, что компоненты крови могли прекратить свое собственное развитие, чтобы сформировать ткань, обычно имеющую совершенно иное эмбриональное начало. Сведения, описанные выше, и другие сообщения об образовании у мышей из трансплантированных гемопоэтических стволовых клеток кардиальной и мышечной ткани и развитие нейроноподобных клеток их костного мозга повысили ожидания того, что гемопоэтические стволовые клетки, очевидно, способны дать начало большому числу типу клеток из всех трех зародышевых листков. Одно исследование фактически продемонстрировало, что единственная гемопоэтическая стволовая клетка, трансплантированная облученной мыши, дала начало не только компонентам крови (из мезодермального зародышевого листка), но и эпителию легких, кишечника (энтодерма) и кожи (экзодерма). Если гематопоэтические стволовые клетки действительно мультипотентны, то возможности их применения в спасающей жизнь регенеративной терапии могут быть значительно расширены в будущем. (Рис. 4.13)
|
|
|
 |
Нервные стволовые клетки
Открытие стволовых клеток в головном мозге у взрослых было неожиданностью и потребовало исследований, чтобы стать широко принятым. Нервные стволовые клетки могут быть мультипотентными: при внедрении в бластоцисты мышей они оказывали влияние на различные ткани эмбрионов. (Рис. 4.14)
Долгое время полагали, что повреждение головного мозга не может быть восстановлено, так как нейроны взрослых не могут быть заменены.
Серия исследований на крысах и певчих птицах впервые выявила, что нейроны головного мозга взрослых могут формироваться заново. (Рис. 4.15)
|
|
|
Дополнительные исследования ряда ученых подтвердили, что нервные клетки-предшественницы у взрослых млекопитающих действительно существуют и способны хорошо делиться и самовосстанавливаться. Кроме того, нервные клетки-предшественницы могут мигрировать в специфические места повреждения или регенерации, например обонятельные луковицы грызунов, гиппокамп человека и места образования опухолей, таких как глиомы.
Таким образом, стволовые клетки ЦНС являются вторым источником хорошо изученных тканеспецифичных стволовых клеток. В тканевой культуре и при последующей прямой инъекции в головной мозг клоны популяции нервных стволовых клеток дают начало всем трем главным типам клеток ЦНС: нейронам, астроцитам и олигодендроцитам. Популяции, обогащенные нервными стволовыми клетками, могут быть получены при протеолитической диссоциации ткани головного мозга взрослого исходя из различного градиента плотности. Потомство этих нервных стволовых клеток имеет типичную морфологию, характерные паттерны экспрессии белков и типичные физиологические функции. Было отмечено также, что стволовые нервные клетки могут давать начало скелетным мышечным клеткам при их культивировании с линией клеток, способной дифференцироваться в мышечные клетки, или при их инъекции в регенерирующую мышцу.
Глаз
Лимб - это узкое кольцо ткани между роговицей и конъюнктивой. Стволовые клетки лимба дают начало сложной многослоевой структуре роговицы, функциями которой являются защита, рефракция и прозрачность. (Рис. 4.16)
 |
Эти стволовые клетки формируют in vitro голоклоны, относительно недифференцированные, и с меньшим количеством CK3 и CK12 по сравнению с супрабазальными клетками лимба и клетками всех слоев лимба. (Рис. 4.17)
Сердце
Anversa и Nadal-Ginard в 2002 году идентифицировали в миокарде клетки, экспрессирующие антигены c-Kit, Sca-1и MDR1, которые были также обнаружены в стволовых клетках. Эти клетки оказались клоногенными, одна клетка оказалась способна дать начало кардиомиоцитам, эндотелию и гладким мышечным клеткам, они также способствовали образованию всех трех линий клеток при их инъекции в очаг инфаркта. Кроме того, предполагаемые стволовые клетки были выделены из сердца человека. (Рис.4.18)
Совсем недавно в 2005 году Laugwitz и др. выделили эти кардиальные клетки-предшественницы (кардиобласты) из сердца грызунов и человека, основываясь на экспрессии белка islet-1, принадлежащему к LIM семейству гомеодоменных белков. Число этих клеток уменьшалось после рождения, но они могли размножаться и дифференцироваться in vitro в функциональные на вид кардиомиоциты.
· Мышечные стволовые клетки, полученные при биопсии мышцы взрослого, могут быть выращены и инъецированы в поврежденное сердце, при этом они заставляют сердце восстанавливаться самостоятельно. Это проводится сейчас в клинических испытаниях. (Рис. 4.19)
Для восстановления поврежденной сердечной мышцы сейчас используются собственные клетки человека.
Это еще старые клетки.
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 80; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!