Контроль диференціювання стовбурових клітин. Прискорення проліферації стовбурової клітини

Різке підвищення диференціювання досягається насамперед за рахунок прискорення проліферації стовбурових клітин. При стабільному кровотворенні стовбурові клітини проліферують повільно або взагалі велика частина їх знаходиться в стадії спокою, поза клітинного циклу. При регенерації темп проліферації стовбурових клітин, або частка їх, що знаходиться в клітинному циклі, різко зростає. Однак цього недостатньо для збільшення загального числа стовбурових клітин.

Дійсно, при стабільному кровотворенні число стволових клітин підтримується постійним. Це означає, що для стовбурових клітин ймовірність залишитися стовбурової клітиною (Р) з розрахунку на один генераційний цикл дорівнює 0,5 в результаті кожного поділу в середньому на одну новостворену стовбурові клітини доводиться одна пішла в диференціювання стовбурова клітина. Ясно, що якщо величина Р залишалася б незмінною, то загальне число стволових клітин не могло б збільшуватися.

прискорення проліферації призвело б лише до підвищення продукції зрілих клітин. Звідси випливає, що при зниженні загального числа стовбурових клітин регулюються два параметра- темп проліферації стовбурових клітин і ймовірність для них залишитися стовбурової клітиною після мітозу з розрахунку на один генераційний цикл.

Одна з найбільш цікавих моделей регуляції проліферації стовбурових клітин (модель індукує кровотворення мікрооточення) заснована на гіпотезі, згідно з якою проліферація стовбурових клітин відбувається під впливом спеціального індуктора, що виділяється мікрооточенням кровотворних клітин (Matioli е. а., 1973). Такі клітини рівномірно розподілені по кровотворних органів.

Виділений ними фактор нестійкий і в середовищі не зберігається або з середовища не проникає в стовбурові клітини. Тому передача фактора, його внутрішньоклітинна мікродифузії, можливі тільки при прямому контакті «джерела» зі стовбурної кліткою.

В результаті виникає слабке взаємодія таких двох клітин за рахунок стереохимической комплементарності між макромолекулярних комплексом на поверхні джерела і стовбурової клітиною.

другим наслідком з`єднання стовбурової клітини з джерелом є істотне підвищення проникності мембран клітин в місці контакту, що полегшує мікродифузії фактора. Коли концентрація його всередині стовбурової клітини перевищує пороговий рівень, стовбурова клітина ділиться з утворенням двох нових стовбурових клітин. Одна з них прямо контактує з джерелом, інша - через першу стовбурові клітини. Далі події повторюються, і від кожного джерела стовбурові клітини ростуть у вигляді гілки.

Чим далі від джерела знаходиться стовбурова клітина, тим менше у неї шансів накопичити індуктор в концентрації вище порогової. Без фактора стовбурові клітини через деякий час піддаються диференціювання і, отже, виходять з відділу стовбурових клітин. Імовірність самооновлення визначається не тільки відстанню стовбурової клітини від джерела, але і наявністю інших клітин. Так, скупчення диференціюються клітин може розірвати нитку стовбурових клітин, припиняючи тим самим мікродифузії і диференціюючи стовбурові клітини, розташовані за місцем перерви. Таким чином, в цій моделі регуляція проліферації і диференціювання стовбурових клітин здійснюється мікрооточенням, т. Е. Сукупністю локальних умов в мікроділянці кровотворення, включаючи в цю сукупність і клітинні фактори, зокрема число попередників і більш зрілих клітин, наявність популяції керуючих клітин стромального походження і т. д.