Свойства взрослых стволовых клеток

Свойства взрослых стволовых клеток

Клетка может считаться взрослой стволовой, если она соответствует четырем основным критериям.

Во-первых, взрослая стволовая клетка проходят многократное, последовательное самообновление путем деления, которое является необходимым условием поддержания популяции.

Во-вторых, клетки, полученные из взрослых стволовых клеток, дифференцируются в клетки более чем семи типов. Примером могут служить кроветворные стволовые клетки, из которых образуются все клетки крови; нейростволовые клетки, из кото­рых берут начало нейроны, астроциты и олигодендроциты; стволовые клет­ки мезенхимы, которые дифференцируются в фибробласты, остеобласты, хондробласты и адипоциты. Некоторые взрослые стволовые клетки могут произвести зре­лые клетки только одного тина (корнеальные стволовые клетки).

В-третьих, взрослая стволовая клетка функционально заселяет первоначальную ткань, как это многократно было показано для кроветворных стволовых клеток, а в последующем — для предшественников пе­чени и нейральных стволовых клеток.

И, наконец, последний критерий заключается в том, что взрослая стволовая клетка дают организму дифференцированные клетки даже при отсутствии поврежденной ткани.

Всем этим критериям взрослой стволовой клетки отвечает и эмбриональная стволовая клетка. Они могут размножать­ся в недифференцированном состоянии неопределенно долго. Эмбриональные стволовые клетки дают начало всем типам клеток, если их ввести в бластоцисту. Формирование химерных жи­вотных, в которых неуправляемые типы эмбриональные стволовые клетки компенсируют летальные дефекты, имеющиеся в бластоцисте реципиента, и развитие жизнеспособных мышей из тетраплоидной бластоцисты доказывает, что эмбриональные стволовые клетки функционально диф­ференцируются в клетки всех тканей.

Указанные выше критерии наиболее широко использовались для характерис­тики кроветворных стволовых клеток. Одна кроветворная стволовая клетка может пройти, по крайней мере, асимметричное деление са­мообновления; дать начало всем клеткам крови; восстановить кроветворную сис­тему при пересадке смертельно облученному реципиенту; быть пересаженной и дифференцировать даже если животное-реципиент не было облученным.

Кроветворные стволовые клетки мышей были очищены почти до гомогенного состояния с уче­том характерных поверхностных маркеров (CD45, Thy 1.1, cKit, Sca-1) и отсут­ствия линейных антигенов (Lin). Кроветворные стволовые клетки мышей также не экспрессировали зна­чительный уровень CD34 антигена. Кроме того, кроветворные стволовые клетки можно выделить на ос­нове их способности исключать Hoechst через транспортер ABC, белок-рецептор рака молочной железы (BCRP-1), и поэтому они присутствуют в побочных популяциях (SP) при анализе с помощью сортировки флуоресцентно-активированных клеток (FACS).

Очистка кроветворных стволовых клеток человека может достигаться с помощью аналогичного критерия SP. Человеческие кроветворные стволовые клетки не имеют выраженных линейных антигенов, но яв­ляются CD45+. В отличие от мышиных кроветворных стволовых клеток, кроветворные стволовые клетки человека присутствуют во фракции CD34+ клеток костного мозга, крови и пуповинной крови. Они не экспрессируют CD-38, но содержат c-Kit и Thy-1. Неясно, были ли кроветворные стволовые клетки чело­века обогащены до состояния, близкого к гомогенности, как у кроветворные стволовых клеток мышей, учи­тывая, что свойства кроветворных стволовых клеток человека зависят от трансплантации ксеногенному реци­пиенту. Для получения потомства кроветворных стволовых клеток человека необходимо ввести не менее 200-300 клеток иммунодефицитной мыши или плоду овцы. Неизвестно, зависит ли это от ксеногенной природы системы или от недостаточной частоты кроветворных стволовых клеток чело­века.

Одна кроветворная стволовая клетка может дифференцироваться в различные линии клеток крови. До­казательством этому может служить трансплантация одной кроветворной стволовой клетки мыши. Для это­го применялась маркировка кроветворной стволовой клетки ретровирусом. Ретровирусы произвольно вне­дряются в ДНК клетки реципиента. Такие клетки используются для получения потомков In vitro и In vivo. Этот метод позволил показать, что одна кроветворная стволовая клетка человека и мыши может дать несколько разных клеток потомков. Кроме того, этот метод по­зволил продемонстрировать, что одна кроветворная стволовая клетка проходит цикл деления и самообнов­ления, и что дочерние клетки имеют потенциал дифференцировки на несколько линий.

Критерии стволовых клеток применяли и для идентификации других взрослых стволовых клеток. Так, нейральные стволовые клетки выделяют из мозга человека с помощью комбинации антител против CD133 и CD24. Клетки CD133+, CD24+ — нейросферы, которые культивируются и дают астроциты, олигодендроциты и нейроны In vitro и In vivo. Так же, как и в опытах с кроветворными стволовыми клетками, маркировка ретровирусами позволила продемонстрировать, что одна нейральная стволовая клетка может давать разные дочерние клетки, каждая из которых дифференцируется в астроциты, олигодендроциты и нейроны.

В отличие от эмбриональных стволовых клеток взрослые стволовые клетки обладают меньшей способностью к самообнов­лению частично из-за высокого уровня теломеразы. Кроме того, количество диф­ференцированных клеток, которые могут быть получены от взрослых стволовых клеток, более ограничено. Взрослые стволовые клетки генерируют дочерние клетки, которые дифференциру­ются в клетки данной ткани, но не в клетки других тканей.


Карта сайта


Информационный сайт Webavtocat.ru