Советуем для ознакомления:

Онкология:

Популярные разделы сайта:

История изучения кроветворения - гемопоэза

Кроветворение представляет собой процесс образования по меньшей мере 10 видов зрелых клеток крови, выполняющих совершенно разные функции. К ним относятся эритроциты (перенос кислорода), участвующие в свертывании крови мегакариоциты, клетки природного неспецифического иммунитета — базофильные, нейтрофильные и эозинофильные гра-нулоциты, моноциты/макрофаги, клетки гуморального и клеточного иммунитета — В- и Т-лимфоциты.

К клеткам, участвующим в иммунном ответе, в последнее время принято относить также натуральные киллеры (NK), обладающие неспецифической (в том числе противоопухолевой) цитотоксичностью, и дендритные клетки, профессионально презентирующие процессированные (переработанные) антигены, преимущественно Т-лимфоциты. Видимо, одним из допустимых путей кроветворной дифференцировки является также эндотелиальная клетка, что воскрешает уже почти забытый член кроветворной иерархии гемангиобласт.

Клетки крови имеют короткий жизненный цикл и погибают в течение нескольких дней (лейкоциты) или месяцев (эритроциты). Основная масса клеток крови представлена конечными специализированными, неспособными к делению клетками. В течение всей жизни происходят новообразование и созревание клеток крови в специальных кроветворных тканях: в костном мозге, селезенке, тимусе, лимфатических узлах. Количество клеток крови огромно. В 1 мл крови содержится около 5 млрд эритроцитов и 5 млн лейкоцитов.

Темп кроветворения очень высок, и процесс имеет поистине астрономические масштабы. В течение одного дня образуется и гибнет около 1 триллиона клеток крови, а за время жизни человека масса новообразованных клеток крови в десятки раз превышает массу тела. Такая производительность представляет огромную проблему для понимания механизмов поддержания кроветворения.

При стабильном кроветворении соотношение между клетками разных линий сохраняется более или менее на одном и том же уровне, однако при возмущающих воздействиях продукция тех или иных клеток резко меняется: после кровопотери увеличивается выработка эритроцитов, при воспалении — грану-лоцитов и т. д. Кроветворная система, прежде всего костный мозг, обеспечивает образование огромного количества клеток нужного вида, в нужное время и в нужном месте. Как происходит работа этой замечательной клеточной фабрики?

схема гемопоэза

Интенсивная расшифровка механизмов кроветворения началась несколько десятилетий назад. С помощью световой и электронной микроскопии были достаточно полно охарактеризованы многие созревающие клетки каждой линии дифференцировки, а появление радиоавтографии позволило детально изучить кинетические характеристики этих морфологически узнаваемых клеток, в частности время генерации, продолжительность фаз клеточного цикла, число митозов и многие другие параметры. В костном мозге общее содержание морфологически распознаваемых клеток составляет более 95%, однако для понимания механизмов поддержания продукции кроветворных клеток информация оказалась недостаточной.

Было показано, что все эти клетки быстро подвергаются терминальной дифференцировке и не способны к сколько-нибудь длительному самоподдержанию: все они являются членами транзитных популяций и образуются путем дифференцировки из более ранних предшественников.

Дальнейшие успехи в установлении клеточных основ кроветворения были обусловлены развитием методов определения морфологически нераспознаваемых предшественников, основанных на способности этих клеток к клонообразованию, т. е. к формированию в организме или культуре клеточных колоний (клонов), возникающих из одной клонообразующей клетки. Оказалось возможным определить колониеобразующие клетки-предшественницы элементов каждой линии дифференцировки: эритроцитов (КОЕ-Э и БОЕ-Э), мегакариоцитов (КОЕ-Мгкц), нейтрофильных гранулоцитов-макрофагов (КОЕ-ГМ) и др.

Все эти клетки (КОЕ-колониеобразующие единицы) унипотентны, т. е. дифференцируются только внутри одной линии. Выявлены и более ранние предшественники, также образующие клоны, но еще не полностью утратившие полипотентность. Среди них КОЕ-С8 (клетка, дающая через 8 дней после трансплантации костного мозга колонии в селезенке облученной мыши), менее зрелый предшественник КОЕ-С12 (образует колонии в селезенке через 12 дней), КОЕ-ГЭМгкцМ (клетка, дающая в культуре смешанные колонии, в составе которых могут обнаруживаться гранулоциты, эритроидные клетки, мегакариоциты и макрофаги), ВПП-КОЕ (клетка с высоким пролиферативным потенциалом, образующая в культуре гигантские колонии размером более 0,5 мм и содержащая сотни тысяч гранулоцитов и макрофагов) и др.

Появление методов клонирования предшественников наряду с успехами молекулярной биологии и генной инженерии полностью изменило лицо современной гематологии. Все эти предшественники (называемые комми-тированными, т. е. ограниченными в выборе возможных дифференцировок) способны к размножению и образованию клона только при наличии специальных стимулирующих факторов, получивших название цитокинов. Однако и эти клетки принадлежат к транзитным популяциям. Время существования даже наименее зрелых из них не превышает нескольких недель. Основу кроветворной системы составляет исходное звено дерева кроветворных дифференцировок — стволовая кроветворная клетка.

- Читать "Стволовая кроветворная клетка (СКК) - история изучения, свойства"

Оглавление темы "Гемопоэз":
  1. История изучения кроветворения - гемопоэза
  2. Стволовая кроветворная клетка (СКК) - история изучения, свойства
  3. Дифференциация стволовых кроветворных клеток - механизмы
  4. Механизмы эритропоэза и его регуляция
  5. Лейкопоэз (гранулоцитопоэз) - этапы, механизмы, регуляция
  6. Лимфоцитопоэз - этапы, механизмы, регуляция
  7. Факторы транскрипции гемопоэза - транскрипционный контроль
  8. Tal-1/SCL - функции фактора транскрипции гемопоэза
  9. Rbtn2/LMО2 - функции фактора транскрипции гемопоэза
  10. GATA1, GATA2 и GATA3 - функции факторов транскрипции гемопоэза