Самопідтримки стовбурових клітин. Проліферативні здатності стовбурових клітин

Стовбурові кровотворні клітини не уявляють собою швидко пролиферирующую популяцію з коротким і відносно постійним часом генерації. Дослідження з отрутами, вибірково вражаючими діляться клітини лише в певній стадії клітинного циклу, показали, що кошти, що викликають загибель клітин, що знаходяться в періоді редуплікаціі ДНК (наприклад, 3Н-тимідину високої питомої активності, оксімочевіну і ін, майже не впливають на стовбурові кровотворні клітини тварин зі стабільним кроветворением (Dunn, 1971) і тому не знижують захисних здібностей кровотворних клітин, позбавлених синтезують ДНК клітин (Haas е. а., 1972).

Звідси випливає, що при рівноважному кровотворенні переважна більшість (мабуть, не менше 90%) стовбурових клітин знаходиться поза клітинного циклу (період G0) або в тривалому періоді G ,. Стабільне підтримку величини відділу стовбурових клітин забезпечується невеликою часткою проліферують-щих клітин. У разі пригнічення відділу в покояться стовбурових клітинах швидко активується проліферація. Так, після трансплантації в опромінений організм стовбурові клітини через 3-4 дня знаходяться в фазі експоненціального зростання. У цей час величина тімідінового «самогубства» їх становить до 50-60%.

Так як тривалість S-періоду для стовбурових клітин складає в цей час до 70% від загальної тривалості клітинного циклу (Hodgson е. а., 1975), ясно, що в умовах гемопоетичного стресу проліферація може індукувати у всій популяції збереглися стовбурових клітин. У зв`язку з цим час подвоєння експоненціально зростаючої популяції стовбурових клітин виявляється дуже коротким, близько 15-20 год. Виникає питання, чи не вичерпують стовбурові клітини в процесі проліферації здатності до самопідтримки.

Іншими словами, це питання про те, чи мають стовбурові клітини вікову структуру, рівноцінні за здатністю до подальшої проліферації стовбурові клітини, які здолали протягом своєї попередньої історії різне число мітотичних поділів.

систематичне вивчення здатності до самопідтримки стовбурових клітин від тварин різного віку було здійснено за допомогою методу селезінкових колоній. Не було виявлено відмінностей у змісті коеса на колонію при серійних пасажах клітин колоній, продукованих кістковим мозком молодих тварин (вісім тижнів) в порівнянні з кістковим мозком старих мишей (1,5- 2,5 року) - виснаження в обох випадках наступало через три пасажу . Коеса з печінки новонародженої миші витримували чотири пасажу, з печінки 10-денних ембріонів - шість пасажів, з жовтковиммішка 9-денних ембріонів - сім пасажів.

дуже приблизні розрахунки (Час генерації коеса в колонії ухвалене 12 годину в усі час пасажів) показали, що коеса дорослих тварин може ділитися 28 разів до виявлення дефекту в проліферації, коеса новонароджених - 56 разів і коеса ранніх ембріонів - 84 рази.

Таким чином, в ембріональному періоді, коли стовбурові клітини інтенсивно проліферують, проліферативний потенціал їх поступово знижується. У дорослому організмі, в якому проліферація стовбурових клітин незначна, подальше зниження здатності до проліферації виявити важче. Воно було виявлено в дослідженнях з перенесенням кісткового мозку до мишей-мутантів W / Wv, у яких дефектні стовбурові клітини. Здорові стовбурові клітини при трансплантації неопроміненим мутантів поступово замінюють кровотворні клітини реципієнта. Це дало можливість вести серійні трансплантації (1 раз в 12-16 міс) кісткового мозку від молодих і тих, хто гине від старості мишей в організмі мутантів понад 5 років (при тривалості життя мишей до 2 років).

зниження здатності до самопідтримки (По числу коеса) у кісткового мозку від старих мишей (в порівнянні з кістковим мозком від молодих тварин) виявилося лише після 4-го пасажу, через 63-70 міс від початку досліду (Harrison, 1973).

Ще чіткіше можливість виснаження проліферативної здатності стовбурових клітин була виявлена при серійних трансплантацій в опромінений організм суміші кісткового мозку від молодих і старих донорів, які несуть різні хромосомні маркери (Ogden, Micklem, 1976). При перших двох пасажах, вироблених один раз в 8-10 тижнів, ефективно репопуліруют близько 100 стовбурових кровотворних клітин, тоді як при наступних пасажах, незважаючи на те, що вводиться завжди одне і те ж число стволових кровотворних клітин, здатність до клонообразованію зберігається лише у двох - п`яти з них.