Антигены (маркеры) стволовых кроветворных клеток (СКК)

Онкология:

Популярные разделы сайта:

Антигены (маркеры) стволовых кроветворных клеток (СКК)

Разработаны принципиально новые методы, выявляющие характеристики клеток, основанные на определении специфических поверхностных рецепторов. Современные приборы, сортирующие клетки, позволяют не только распознать те или иные комбинации маркеров, но и отобрать для дальнейшего изучения в относительно чистом виде несущие их клетки.

Несмотря на это, до сих пор не удалось получить гомогенную популяцию стволовых кроветворных клеток (СКК). Постоянно усложняющиеся и все более утонченные методы показывают, что одинаковыми биологическими свойствами обладают стволовые кроветворные клетки (СКК), несущие разные антигенные маркеры. Создается впечатление, что эта задача поставлена принципиально неправильно.

Стволовая кроветворная клетка (СКК) в процессе клеточного цикла меняет экспрессию маркеров, что может быть одной из главных причин гетерогенности клеток в отделе стволовых кроветворных клеток (СКК).
Не менее важным, видимо, является и то, что антигенные характеристики стволовых кроветворных клеток (СКК) могут меняться в зависимости от их ми-тотической истории при сохранении двух основных характеристик стволовых клеток. Все же основной ряд рецепторов стволовых клеток к настоящему времени частично охарактеризован. На СКК отсутствуют такие линейно специфические антигены, как CD2, CD45R (В220), CD4, CD8, CD38, молекулы главного комплекса гистосовместимости и многие другие.

Некоторые молекулы присутствуют только на стволовых кроветворных клетках (СКК) и их ранних потомках. К ним относятся прежде всего молекулы, обеспечивающие возможность миграции СКК, т. е. молекулы клеточной адгезии, в частности CD34, рецептор к фактору роста стволовых клеток c-kit, антиген стволовых клеток Sca-1 и др. Именно эти маркеры используются для выделения и характеристики очищенной популяции СКК.

Другой способ выделения популяции стволовых кроветворных клеток (СКК) основан на высокой активности у них системы выведения посторонних веществ из клетки за счет экспрессии генов системы MDR (гены множественной лекарственной устойчивости), обусловливающих быстрый выброс из клетки посторонних веществ, в том числе красителей. Механизм функционирования этого насоса связан с белками, способными выталкивать посторонние вещества через мембранные каналы с большой затратой энергии, в частности с ABC-транспортером Bcrpl/ABCG2.

Аналогичная система выброса красителя обнаружена и у других стволовых клеток, например у мезенхимной стволовой клетки. Может быть, АВС-транспортер удастся использовать в качестве важного маркера СКК. Способность СКК освобождаться от красителя с успехом использована путем окраски СКК красителем Hoechst 33 342 для их сепарации. Клетки с активно действующим насосом при сортировке оказываются в боковой области гистограммы, в стороне от основной массы клеток, поэтому они получили название боковой популяции (SP — side population).

Эта популяция обогащена СКК и их ранними потомками. Для сортировки используется также другая характеристика СКК: эти клетки метаболически малоактивны, в связи с чем специфические митохондриальные красители, например родамин, слабо окрашивают митохондрии. Совокупность таких разных методов для выделения популяции СКК из костного мозга позволяет более точно охарактеризовать СКК, степень очистки которых обогащает их популяцию в 200 000 раз.

Главная задача такого рода исследований заключалась в разработке стратегии, позволяющей прямое изучение активности генов, обусловливающих уникальную для соматических клеток способность стволовых кроветворных клеток (СКК) к самоподдержанию и дифференцировке. Несмотря на то что в самых высокоочищенных популяциях кроветворных предшественников доля примитивных, т. е. ДРК, далека от 100%, указанные очищенные клетки были использованы для определения молекулярного профиля, т. е. преимущественной экспрессии генов в СКК.

Принимали во внимание только те гены, экспрессия которых отличалась от таковой в нестволовых популяциях по меньшей мере в 2 раза. Вначале были установлены различия между СКК и оставшимися после сортировки клетками костного мозга. Оказалось, что различия наблюдались в экспрессии около 2000 различных генов. Ясно, что такое разрешение недостаточно для молекулярной характеристики СКК. Более точные результаты удалось получить при сравнении свойств различных популяций таких стволовых клеток, как СКК, нервная стволовая клетка, эмбриональная стволовая клетка.

Предполагали, что все эти категории стволовых клеток должны обладать некоторыми общими молекулярными свойствами и именно такие молекулы обеспечивают «стволовость». Близкий подход — сравнение свойств стволовых клеток у животных разных видов, в частности у мыши в сравнении с человеком. Считалось, что общие свойства обусловлены именно генами, отвечающими за основные характеристики стволовых клеток. При этом характеризовалась не вся суммарная популяция ранних предшественников, а отдельно клетки, входящие в состав ДРК, КРК, ранних и коммитированных предшественников и зрелых клеток. В целом результаты оказались обнадеживающими.

Число генов интереса удалось сократить примерно в 10 раз. Очевидно, методология еще недостаточно совершенна, однако даже полученные результаты оказались исключительно интересными.

Более подробную характеристику профиля экспрессии генов стволовых кроветворных клеток (СКК) можно найти в исследовании I. К. Park и соавт.. Несмотря на начальный этап исследований, результаты вполне соответствуют тому, что мы знаем или предполагаем относительно функционирования генома СКК. Наибольшее число генов участвует в обеспечении метаболизма, т. е. в конечном счете в поддержании выживания клеток, регуляции хоминга и специфической миграции СКК и в механизмах передачи к геному сигналов, необходимых для осуществления регулирующего влияния кроветворного микроокружения на СКК.

В то же время некоторые важные гены, например участвующие в регуляции клеточного цикла, задействованы мало, особенно в сравнении с более поздними предшественниками в кроветворной иерархии, которые в отличие от СКК активно делятся в ответ на запрос. Уже сейчас ясно, что ключевую роль в обеспечении самоподдержания СКК играют гены семейств BMP и Notch. Мало известно о механизме выбора стволовой клеткой решения о самоподдержании или диффференцировке. Предполагают, что в этом процессе участвует недавно открытый ген нуклеостемин.

Название его происходит от локализации в ядрышке экспрессируемого им белка и предполагаемого влияния на сохранение функций стволовых клеток. Нуклеостемин связывает белок р53 и тем самым блокирует его антипролиферативный эффект. Снижение экспрессии происходит перед потерей стволовой клеткой ее прогрессии по клеточному циклу, перед началом дифференцировки. Восстанавливается активность белка р53, блокируется пролиферация, повышается апоптоз. Конечно, этих данных недостаточно для понимания механизма выбора СКК ее дальнейшей судьбы. Стоит обратить внимание на то, что данные о молекулярном профиле СКК соответствуют тому, что мы о них уже знали. Время для двустороннего движения — не только от СКК к генам, но и наоборот, пока не настало.

- Читать "Регуляция стволовых кроветворных клеток (СКК) - потенциал деления"

Оглавление темы "Стволовая кроветворная клетка (СКК)":