Регенерация и пролиферация мезенхимальных стволовых клеток. Стволовые резервы

По нашим представлениям, именно здесь заложены механизмы принципиального различия двух известных процессов — физиологической регенерации и воспалительной пролиферации. Первый из них завершается восстановлением специализированного клеточного состава ткани и ее функции, тогда как итогом реализации процесса пролиферации является образование зрелых соединительнотканных элементов и утрата функции поврежденной тканевой зоны. Таким образом, для разработки оптимальных программ применения мультипотентных мезенхимальных клеток-предшественников в регенеративно-пластической медицине необходимо тщательное исследование особенностей воздействия факторов микроокружения на дифференцировку МСК.

Зависимость структуры компартмента стволовых клеток от клеточных пара- и аутокринных регуляторов, экспрессия которых модулируется внешними сигналами, уже ни у кого сомнения не вызывает. Среди функций регуляторных факторов важнейшими являются контроль асимметричного деления МСК и экспрессия генов, определяющих стадии коммитирования и число клеточных делений (Minguelli, 2000). Внешние сигналы, от которых зависит дальнейшее развитие МСК, обеспечиваются их микроокружением.

Дифференцировка мезенхимальных стволовых клеток в клетки с множественными мезенхимальными фенотипами и их участие в регенерации или репарации костной, хрящевой, жировой ткани и сухожилий in vivo доказана с помощью моделей адоптивного переноса у экспериментальных животных (Александрова и др., 2001). По данным других авторов, дистантная миграция МСК по сосудистому руслу сочетается с короткодистантным или локальным перемещением мультипотентных мезенхимальных клеток-предшественников в пределах ткани при репарации хряща, регенерации мышц и других восстановительных процессах (Beauchcamp et al, 1999; Boy an et al, 1999).

мезенхимальные стволовые клетки

На наш взгляд, локальные стволовые резервы стромальной тканевой основы исполняют роль источника клеток в процессах физиологической регенерации ткани и пополняются за счет дистантного транспорта МСК по мере расходования стромально-тканевых стволовых ресурсов. Однако в условиях необходимости экстренной мобилизации репаративного клеточного потенциала, например при политравме, в процессах репаративной регенерации принимает участие весь эшелон МСК, и на периферию через общий кровоток рекрутируются мезенхимальные клетки-предшественники костного мозга.

Прослеживаются определенные параллели между процессами физиологической регенерации тканей и их формированием в период внутриутробного развития. В эмбриогенезе человека и млекопитающих образование разнообразных типов специализированных клеток происходит из экто-, мезо- и эндодермального пула зародышевых листков, но при обязательном участии мезенхимы. Рыхлая клеточная сеть эмбриональной мезенхимальной ткани выполняет многочисленные регуляторные, метаболические, каркасные и морфогенетические функции.

Закладка провизорных органов осуществляется только после конденсации мезенхимы за счет клоногенного роста прогениторных клеток, которые генерируют первичные морфогенетические сигналы органогенеза. Стромальные производные эмбриональной мезенхимы создают клеточный каркас провизорных органов и формируют основу будущего их энергопластического обеспечения за счет роста первичных кровеносных и лимфатических сосудов. Другими словами, стромальные элементы микроциркуляторной единицы фетальных органов возникают раньше формирования их структурно-функциональных единиц. Кроме того, активная миграция мезенхимальных клеток в период органогенеза обеспечивает пространственную ориентацию развивающихся органов за счет разметки их объемных границ посредством рестрикции гомеотических Нох-генов.
На стромальном каркасе происходит и сборка структурно-функциональных единиц паренхиматозных органов, в состав которых нередко входят морфогенетически и функционально совершенно разные клетки. Следовательно, в эмбриогенезе функции мезенхимы первичны и реализуются посредством генерации регуляторных сигналов, активирующих региональную пролиферацию и дифференцировку прогениторных эпителиальных клеток. Клетки эмбриональной мезенхимы вырабатывают такие факторы роста, как HGF, TGF-p, EGF, для которых на паренхимальных прогениторных клетках имеются соответствующие рецепторы. В дифференцированной зрелой ткани взрослого организма стромальная сеть клеток также генерирует сигналы для поддержания жизнеспособности и пролиферации прогениторных клеток немезенхимального происхождения. Однако спектр стромальных регуляторных сигналов в постнатальном онтогенезе иной (SCF, HGF, IL-6, IL-1, IL-8, IL-11, IL-12, IL-14, IL-15, GM-CSF, flt-3, LIF и др.) и направлен на обеспечение физиологической регенерации или репарации поврежденных тканевых зон.

Причем спектральные характеристики стромальных регуляторных факторов в каждом виде ткани и даже в пределах одного органа разные. В частности, кроветворение и лимфопоэз с размножением и дифференцировкой гемопоэтических и иммунокомпетентных клеток происходит только в определенных органах, в границах которых действует стромальное микроокружение, обеспечивающее условия для созревания кроветворных и лимфоидных клеток. Именно от регуляторных факторов микроокружения зависит способность кроветворных и лимфоидных клеток репопулировать данный орган, пролиферировать и созревать в его микроструктурных нишах (Чайлахян и др., 2001).

- Читать далее "Компоненты экстрацеллюлярного матрикса. Динамическое равновесие клеток крови"

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: