Этапы дифференциации мезенхимальных стволовых клеток. Циркуляция в кровотоке мезенхимальных стволовых клеток

Установлено, что перед выходом на этап терминальной дифференцировки МСК костного мозга при создании определенных условий культивирования первоначально дифференцируются в фибробластоподобные мезенхимальные стволовые клетки (Pittenger et al, 1999; Gruber et al, 2000; Majumdar et al, 2000; Seshi et al, 2000). Производные этих клеток in vivo принимают участие в формировании костей, хряща, сухожилий, жировой и мышечной ткани, а также стромы, поддерживающей гемопоэз (Caplan et al., 1994; Dennis, 1999).

Многие авторы понимают под понятием "мультипотентные мезенхимальные клетки-предшественники" как собственно МСК, так и коммитированные стромальные клетки-предшественники костного мозга и мезенхимальных тканей (Zohar, 1997; Dennis, 1999; Colter et al., 2000; Muraglia, 2000). Клональный анализ мультипотентных мезенхимальных клеток-предшественников костномозгового происхождения показал, что чуть больше одной трети всех клонов дифференцируется в остео-, хондро- и адипоциты, тогда как клетки остальных клонов обладают лишь остеогенным потенциалом и формируют только хондро- и остеоциты (Muraglia, 2000).

Такой клон мультипотентных мезенхимальных клеток-предшественников, как ВМС-9, в соответствующих условиях микроокружения дифференцируется в клетки с фенотипом и функциональными характеристиками не только остеобластов, хондроцитов и адипоцитов, но и стромальных клеток, поддерживающих гемопоэз (Denis, 1999). Выделенный из фетального костного мозга крысы клон клеток RCJ3.1 дифференцируется в мезенхимальные клетки различных фенотипов. При комплексном воздействии аскорбиновой кислоты, р-глицерофосфата и дексаметазона из клеточных элементов этого клона сначала образуются многоядерные миоциты, а затем, последовательно, адипоциты, хондроциты и островки минерализованной костной ткани. Популяция гранулярных клеток из периоста плодов крысы соответствует некоммитированным мультипотентным мезенхимальным клеткам-предшественникам, поскольку характеризуется низкой скоростью пролиферации, не экспрессирует дифференцировочные маркеры, а в условиях культивирования дифференцируется с образованием хондро-, остео- и адипоцитов, а также гладкомышечных клеток (GhilzonM al., 1999).

мезенхимальные стволовые клетки

Таким образом, следует признать, что вопрос о плюри- или мультипотентности генома мезенхимальных стволовых клеток остается открытым, что, соответственно, влияет и на представления о дифференцировочном потенциале стромальных клеток-предшественников, который также окончательно не установлен.

Экспериментально доказанной и важной характеристикой мезенхимальных стволовых клеток является их способность покидать тканевую нишу и циркулировать в общем кровотоке (Siena, 1989; Reading et al, 2000). Для активации генетической программы дифференцировки такие циркулирующие стволовые клетки должны попасть в соответствующее микроокружение. Показано, что при систематическом введении МСК в кровоток животным-реципиентам незрелые клетки имплантируются в разные органы и ткани, дифференцируясь затем в клетки крови, миоциты, адипоциты, хондроциты и фибробласты (Tavassoli, 1991; Watt et al, 2000).

Следовательно, в локальных тканевых зонах происходит сигнально-регуляторное взаимодействие между некоммитированными и коммитированными стромальными клетками-предшественниками, а также между ними и окружающими зрелыми клетками. Предполагается, что индукция дифференцировки осуществляется паракринными регуляторными факторами мезенхимального и немезенхимального происхождения (факторы роста, эйкозаноиды, молекулы экстрацеллюлярного матрикса), которые обеспечивают пространственные и временные связи в микроокружении мультипотентных мезенхимальных клеток-предшественников.

Поэтому локальные повреждения мезенхимальной ткани должны приводить к формированию зон микроокружения мультипотентных мезенхимальных клеток-предшественников, качественно отличающихся от комплекса регуляторных сигналов интактных тканей, в которых происходят процессы физиологической, а не репаративной регенерации. Это различие крайне важно в плане специализации клеточного фенотипа в нормальном и индуцированном повреждением микроокружении (Tavassoli et al, 1991).

- Читать далее "Регенерация и пролиферация мезенхимальных стволовых клеток. Стволовые резервы"

Оглавление темы "Мезенхимальные стволовые клетки в медицине":
1. Пластичность мезенхимальных клеток. Плюрипотентность мезенхимальных стволовых клеток
2. Этапы дифференциации мезенхимальных стволовых клеток. Циркуляция в кровотоке мезенхимальных стволовых клеток
3. Регенерация и пролиферация мезенхимальных стволовых клеток. Стволовые резервы
4. Компоненты экстрацеллюлярного матрикса. Динамическое равновесие клеток крови
5. Репаративные процессы в костном мозге. Фазы регенерации костного мозга
6. Динамика роста численности клеток костного мозга. Влияние травмы костного мозга на стволовые клетки
7. Системный ответ при травме костного мозга. Пересадки мезенхимальных стволовых клеток
8. Трансдифференцировка стволовых клеток костного мозга. Колониеобразующие клетки стромы костного мозга
9. Дифференциация клеток костного мозга. Применение клеток костного мозга при ожогах
10. Влияние стволовых клеток на заживление ран. Клетки костного мозга в лечении ран

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: