CC BY
136
■ И I II II
ш
Новости клеточных технологий
рецептор (TcR), что является характеристикой ETP/DN1-клеток.
Остается открытым вопрос о регуляции дифференцировки ETP/DNI-клеток в лимфоидном и миелоидном направлениях. Две работы, одновременно опубликованные в журнале Nature, практически разрушают стройную схему гемо-поэза, в которой происходит дихотомическое разделение
лимфоидного и миелоидного направлений дифференцировки. В то же время эти эксперименты в действительности ставят больше вопросов, нежели дают ответов, и требуются дальнейшие исследования, чтобы выяснить полную картину гемопоэза млекопитающих в норме, что поможет также объяснить механизмы развития онкогематологических заболеваний человека.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Bhandoola A., von Boehmer H., Petrie H.T., Zuniga-Pflucker J.C. Commitment and developmental potential of extrathymic and intrathymic T cell precursors: plenty to choose from. Immunity 2007; 26: 678-89.
2. Taghon T.N., David E.S., Zuniga-Pflucker J.C., Rothenberg E.V. Delayed, asynchronous, and reversible T-lineage specification induced by Notch/Delta signaling. Genes Dev. 2005; 19: 965-78.
3. Ceredig R., Bosco N., Rolink A.G. The B lineage potential of thymus settling
progenitors is critically dependent on mouse age. Eur. J. Immunol. 2007; 37: 830-7.
4. Laiosa C.V., Stadtfeld M., Xie H. et. al. Reprogramming of committed T cell progenitors to macrophages and dendritic cells by C/EBPa and PU.1 transcription factors. Immunity 2006; 25: 731-44.
5. Kondo M., Scherer D.C., King A.G. et. al. Lymphocyte development from hematopoietic stem cells. Curr. Opin. Genet. Dev. 2001; 11: 520-6.
Подготовила A.C. Григорян
По материалам: Wada H, Masuda K, Satoh R. et al. Adult T-cell progenitors retain myeloid potential.
Nature 2008; 452: 768-73. Bell J.J., Bhandoola A. The earliest thymic progenitors for T cells possess myeloid lineage potential. Nature 2008; 452: 764-68
-A
«Хроническое воспаление» как индуктор слияния прогениторных клеток костного мозга и нейронов Пуркинье
Участие гемопоэтических стволовых (ГСК) и мультипо-тентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) в процессах репаративной регенерации заключается как в активации пролиферации, дифференцировке, так и в стимуляции репаративного потенциала других прогениторных клеток [1]. Однако эти механизмы не исчерпывают весь комплекс эффектов, проявляемых малодифференцированными клетками при различных патологических состояниях. Одним из наименее изученных является слияние (fusion) с различными клетками организма, функциональное значение которого до настоящего времени не установлено. Слияние с высокоспециализированными клетками (симпластами скелетной мышечной ткани [2], гепатоцитами [3], грушевидными нейронами мозжечка [4]) уместно было бы связать с обеспечением и поддержанием их устойчивости в условиях развития какой-либо патологии. Однако показана низкая частота данного процесса как при физиологических условиях, так и при повреждении тканей [5]. Кроме того, опубликованы экспериментальные данные о слиянии ГСК с камбиальными клетками кишечного эпителия мышей, а также с опухолевыми клетками [6]. В первом случае предполагается оптимизирующее влияние на восстановление слизистой ЖКТ после облучения в летальных дозах, а во втором - отрицательная роль, связанная с повышением метастатического потенциала [7].
Из-за малой изученности феномена клеточного слияния, осуществляемого, прежде всего, ГСК, активно проводятся исследования, направленные на установление условий, механизмов и факторов, регулирующих это процесс, что в перспективе поможет определить его биологическое значение в целом. В частности, в журнале Nature Cell biology в опубликованы материалы исследования C.B. Johansson с соавт.,
в которых оценивалось слияние недифференцированных гемопоэтических клеток костного мозга с нейронами Пурки-нье - крупными грушевидными клетками, локализующимися в ганглионарном слое коры мозжечка.
На первом этапе исследователи трансплантировали летально облучённым мышам популяцию ГСК или мононукле-арную фракцию клеток костного мозга, полученные от трансгенных животных, все клетки которых экспрессировали GFP (green fluorescent protein). У животных, в крови которых на момент выведения из эксперимента наблюдалось около 40% меченых форменных элементов, определялись GFP-положительные нейроны Пуркинье. При этом в случае использования только ГСК их численность была вдвое ниже. Эти данные позволили авторам постулировать, что недифференцированные клетки крови и их дериваты способны формировать с грушевидными нейронами мозжечка «гете-рокарионы». Однако двухкратное превалирование количества меченых нервных клеток при трансплантации цельной фракции костного мозга, а также отсутствие группы мышей, которым бы осуществлялось внутривенное введение только ММСК, не позволяет отвергать вероятность и их вовлечения в процессы слияния. Тем более что такая способность уже была показана для стволовых механоцитов и нейронов Пуркинье [8].
При осуществлении миелоабляции в предтранспланта-ционном периоде путем облучения в летальных дозах имеет место повышение проницаемости гематоэнцефалического барьера, сопровождающееся транзиторной лейкоцитарной инфильтрацией вокруг церебральных сосудов. Эти изменения, по всей видимости, способствуют экстравазации введённых клеток в ЦНС с последующим слиянием с нейронами Пуркинье. Чтобы нивелировать влияние миелоабляции,
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 3, 2008
тттт
I ■ I
ш
Новости клеточных технологий
исследователи использовали парабионтные пары мышей. Каждая пара включала трансгенное животное, клетки которого несли ген GFP, и «дикий тип», кровеносные системы которых были анастомозированы. В результате, несколько десятков меченых GFP «гетерокарионов», экспрессирующих кальбиндин, маркер нейронов Пуркинье, определялось у мышей дикого типа. Важно, что через 20 нед. после разделения животных, когда химеризм клеток периферической крови снизился с 50% до 6-10%, GFP-положительные нервные клетки все еще определялись в мозжечке, что позволяет судить об их долгосрочной, а не временной жизнеспособности. Интересно, что авторы не уделили внимания вопросу о преодолении трансплантированными клетками ге-матоэнцефалического барьера при условии сохранения его нормальной проницаемости.
Случайным оказалось установление корреляции между частотой образования «гетерокарионов» в ЦНС и наличием «хронического воспаления», наблюдавшегося у некоторых животных с идиопатическим язвенным дерматитом неизвестной этиологии. Под «хроническим воспалением» понимают компенсаторную защитную сосудисто-стромальную реакцию организма, длительность течения которой определяется либо нарушениями со стороны иммунной системы (недостаточность фагоцитарной активности лейкоцитов), либо низкой антигенностью патогена или продолжающимся его поступлением в кровь [9]. При этом у мышей с инфицированными повреждениями кожных покровов выявлялось на порядок большее количество меченных GFP нейронов Пуркинье, численность которых к 58 нед. составляла около 600 на мозжечок. Однако у парабионтов как с дерматитом, так и без него определялось сходное количество клеток микроглии, позитивных на маркер, что указывает на отсутствие изменений проницаемости гематоэнцефалического барьера. Похожие результаты наблюдались у животных с дерматитом после трансплантации костного мозга. Еще более значительная связь между образованием «гетерокарионов» и воспалением была продемонстрирована на животных с экспериментальным аутоиммунным энцефалитом, характеризующимся снижением численности олигодендроцитов и нейронов Пуркинье. В этом случае, количество GFP-положительных гетерокарионов составляло несколько тысяч.
Важно, что индуцированное введением простагландинов повышение проницаемости гематоэнцефалического барьера, сопровождающееся выраженной перивазальной инфильтрацией нервной ткани мечеными макрофагами и клетками микроглии, не приводило к увеличению численности GFP-положительных нейронов Пуркинье, что подчеркивает неспособность дифференцированных производных ГСК к слиянию с нейронами.
Исследователи выполнили трансплантацию костного мозга трансгенных крыс, клетки которых экспрессировали GFP, в организм мышей, чтобы сформировать химерные гетерокарионы из грушевидных нейронов мозжечка для определения процессов, происходящих с генетическим материалом после слияния клеток. Методом ПЦР с обратной транскрипцией было показано, что гетерокарионы экспрессируют нейрон-специфичные транскрипционные факторы крыс (Pcp2, Calbl, Kcncl, Gsbs), а продукция гемопоэтических (Cd45, CD11b, F4/80 и Iba1) не определялась. Эти данные позволяют судить о своеобразном репрограммировании ядер трансплантированных клеток, подвергшихся слиянию, в сторону активации нейрональных маркеров и супрессии гемопоэтических.
Нужно отметить, что в головном мозге слияние ГСК установлено только с нейронами Пуркинье [4, 10]. Однако в работе не оценивались механизмы, определяющие направленную миграцию клеток именно к нейронам Пуркинье и преодоление ГЭБ. Известно, что хоуминг ГСК к области воспаления контролируется рядом биохимических осей, таких как SDF-1/CXCR4, SCF/c-Kit, VEGF/VEGFR, HGF/c-Met. При этом показана экспрессия грушевидными нейронами мозжечка c-Kit и его лиганда [11], что может служить одним из механизмов, регулирующих направленную миграцию гемопоэтиков к нейронам Пуркинье.
Таким образом, современные данные показывают, что слияние прогениторных клеток костного мозга с грушевидными клетками мозжечка интенсифицируется при патологиях, в основе которых лежат процессы воспаления. До настоящего времени остаются неясными механизмы, контролирующие миграцию клеток, предшествующую слиянию, а биологическое значение носит лишь гипотетический характер.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гололобов В.Г., Деев Р.В. Стволовые стромальные клетки и остеобластический клеточный дифферон. Морфология 2003; 123(1): 9-19.
2. Sherwood R.I., Christensen J.L., Weissman I.L. et al. Determinants of skeletal muscle contributions from circulating cells, bone marrow cells, and hematopoietic stem cells. Stem Cells 2004; 22(7): 1292-304.
3. Vassilopoulos G., Wang P. R., Russell D. W. Transplanted bone marrow regenerates liver by cell fusion. Nature 2003; 422: 901-904.
4. Johansson C.B., Youssef S., Koleckar K. Extensive fusion of haematopoietic cells with Purkinje neurons in response to chronic inflammation. Nature cell biology 2008; 10(5): 575-83.
5. LaBarge M.A., Blau H.M. Biological progression from adult bone marrow to mononucleate muscle stem cell to multinucleate muscle fiber in response to injury. Cell 2002; 111: 589-601.
6. Rizvi A.Z., Swain J.R., Davies P.S. Bone marrow-derived cells fuse with normal and transformed intestinal stem cells. PNAS 2006; 103: 6321-25.
7. Pawelek J.M, Chakraborty A.K. Fusion of tumour cells with bone marrow-derived cells: a unifying explanation for metastasis. Nat. Rev. Cancer 200B; 8(5): 377-B6.
8. Bae J., Han H.S., Youn D. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells promote neuronal networks with functional synaptic transmission after transplantation into mice with neurodegeneration. Stem Cells 2007; 25(5): 1307-16.
9. Повзун С.А. Общая патологическая анатомия. Учебное пособие для медицинских вузов. - СПб.; СОТИС, 2006: 336.
10. Weimann J.M., Johansson C.B., Trejo A. et al. Stable reprogrammed heterokaryons form spontaneously in Purkinje neurons after bone marrow transplant. Nature Cell Biol. 2003; 5: 959-66.
11. Manova K., Bachvarova R.F., Huang E.J. С-kit receptor and ligand expression in postnatal development of the mouse cerebellum suggests a function for c-kit in inhibitory interneurons. J. Neurosci. 1992; 12(12): 4663-76.
Подготовил И.Я. Бозо
По материалам: Johansson C.B., Youssef S., Koleckar K. Extensive fusion of haematopoietic cells with Purkinje neurons in response to chronic inflammation. Nature cell biology 2008; 10(5): 575-83
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 3, 2008
