Глава 4 Взрослые стволовые клетки

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Взрослая стволовая клетка - недифференцированная клетка, находящаяся среди дифференцированных клеток ткани или органа, которая способна самообновляться, и может дифференцироваться с образованием основных специализированных типов клеток. Основная роль взрослых стволовых клеток в живом организме это обновление и восстановление ткани, в которой они найдены. Некоторые ученые теперь используют термин соматическая стволовая клетка вместо взрослой стволовой клетки. В отличие от эмбриональных стволовых клеток, у которых определено их происхождение (внутренняя клеточная масса бластоцисты), происхождение взрослых стволовых клеток в зрелых тканях неизвестно.

Плюрипотентные стволовые клетки взрослого редки и, как правило, немногочисленны, но могут быть найдены во многих тканях, включая пуповинную кровь. Большинство взрослых стволовых клеток – тканеспецифичные (мультипотентные) и обычно их называют, упоминая их тканевое происхождение (мезенхимальная стволовая клетка, стволовая клетка жировой ткани, эндотелиальная стволовая клетка, и т.д.).

ИСТОРИЯ

История исследования взрослых стволовых клеток началась приблизительно 40 лет назад. В 1960-х исследователи обнаружили, что костный мозг содержит, по крайней мере, два вида стволовых клеток. Одна популяция, названная гемопоэтическими стволовыми клетками, образует все типы клеток крови в организме. Вторая популяция, названная стромальными клетками костного мозга, была обнаружена несколько лет спустя. Стромальные клетки – смешанная популяция клеток, которая образует кость, хрящ, жир, и волокнистую соединительную ткань (Рис.4.1).

СВОЙСТВА

В отличие от эмбриональных стволовых клеток, взрослые стволовые клетки уже несколько специализированы. Например, стволовые клетки крови обычно дают начало многим типам клеток крови. Недавнее исследование, однако, показывает, что некоторые взрослые стволовые клетки могут быть более гибкими, чем считалось ранее, и могут производить более широкий спектр типов клеток. Например, некоторые эксперименты показали, что стволовые клетки крови, выделенные из взрослых мышей, могут также производить печень, мышцы, и клетки кожи, но эти результаты еще не доказаны и не были продемонстрированы с клетками человека.

Взрослые стволовые клетки являются относительно медленно делящимися клетками, которые способны реагировать на специфические сигналы из окружающей среды или выбирать конкретную программу дифференцировки. Когда стволовая клетка начинает дифференцироваться, она сначала входит в переходное состояние быстрого увеличения. После истощения ее пролиферативного потенциала клетка выходит из своего цикла и выполняет терминальную программу дифференцировки. Взрослые стволовые клетки часто локализуются в определенных нишах, где они используют многие, но не обязательно все, внешние и внутренние сигналы, используемые их эмбриональными аналогами в выборе конкретной судьбы.

ИСТОЧНИКИ ВЗРОСЛЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

Взрослые стволовые клетки скрыты глубоко внутри органов, в окружении миллионов обычных клеток, и могут помочь пополнить некоторые клетки организма, когда это необходимо. В настоящее время некоторые взрослые стволовые клетки используются в терапии (Рис.4.2 и 4.3). Один важный момент в понимании взрослых стволовых клетках заключается в том, что в каждой ткани есть только очень небольшое число стволовых клеток. Стволовые клетки находятся в определенной области каждой ткани, где они могут оставаться в состоянии покоя (т.е. не делиться) до тех пор, пока они не активируются болезнью или травмой тканей. Взрослые ткани, которые содержат стволовые клетки, - это мозг, костный мозг, периферическая кровь, кровеносные сосуды, мышцы, кожа и печень.

ТЕСТЫ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЗРОСЛЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

Учеными не определены способы, которые могут быть использованы для идентификации и тестирования взрослых стволовых клеток (Рис. 4.4). Однако они наиболее часто используют следующие методы:

1. Маркировка клеток живой ткани с использованием молекулярных маркеров и затем определение типов специализированных клеток, которые они производят.

2. Извлечение клеток у живого животного, маркировка их в клеточной культуре, и пересадка их обратно в другое животное.

3. Изолируя клетки, выращивают их в культуре клеток, с целью управления ими, добавляя факторы роста или вводя новые гены, чтобы определить типы дифференцированных клеток, которыми они могут стать.

Кроме того, взрослая стволовая клетка должна в состоянии генерировать линию генетически идентичных клеток, известных как клон, который потом даст начало всем соответствующим дифференцированным клеткам ткани. Данные экспериментов ученых показали, что стволовая клетка может дать начало клону клеток в клеточной культуре, а также что очищенная популяция стволовых клеток кандидата может повторно заселить ткань после трансплантации в животное. Недавно, путем заражения взрослых стволовых клеток вирусом, который дает уникальный идентификатор для каждой отдельной клетки, ученые смогли продемонстрировать, что у отдельных взрослых стволовых клеток имеются клоны способные повторно заселить поврежденные ткани у живого животного.

ДИФФЕРЕНЦИРОВКА ВЗРОСЛЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

Нормальные пути дифференцировки взрослых стволовых клеток

У живого животного взрослые стволовые клетки могут делиться в течение длительного периода и давать начало зрелым типам клеток, у которых есть характерные формы и специализированные структуры и функции конкретной ткани. Ниже приведены примеры путей дифференцировки взрослых стволовых клеток (Рис. 4.5 и 4.6).

• Гемопоэтические стволовые клетки дают начало всем типам клеток крови: эритроцитам, В лимфоцитам, T ­лимфоцитам, естественным клеткам киллерам, нейтрофилам, базофилам, эозинофилам, моноцитам, макрофагам и тромбоцитам.

• С тромальные клетки костного мозга (мезенхимальные стволовые клетки - МСК) дают начало различным типам клеток: клеткам кости (остеоцитам), клеткам хряща (хондроцитам), жировым клеткам (адипоцитам), и другим видам клеток соединительной ткани.

• Нервные стволовые клетки в мозге дают начало трем главным типам клеток: нервным клеткам (нейронам) и двум категориям ненейронных клеток - астроцитам и олигодендроцитам.

• Эпителиальные стволовые клетки в слизистой пищеварительного тракта встречаются в глубоких криптах и дают начало нескольким типам клеток: абсорбционным клеткам, бокаловидным клеткам, клеткам Панета, и энтеро-эндокринным клеткам.

• Стволовые клетки кожи находятся в базальном слое эпидермы и в основании волосяных фолликулов. Эпидермальные стволовые клетки дают начало кератиноцитам, которые мигрируют на поверхность кожи и формируют защитный слой. Фолликулярные стволовые клетки могут дать начало и волосяному фолликулу и эпидермису.

ПЛАСТИЧНОСТЬ ВЗРОСЛЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК И ТРАНСДИФФЕРЕНЦИРОВКА

Ряд экспериментов показал, что некоторые взрослые стволовые клетки являются плюрипотентными. Эту способность дифференцироваться в несколько типов клеток назвали пластичностью или ­трансдифференцированием.

ПЛАСТИЧНОСТЬ СТВОЛОВОЙ КЛЕТКИ

Пластичность - это способность стволовых клеток, выделенных из одной ткани, к "преобразованию" в клетки, которые находятся в различных тканях, и иногда даже в те типы клеток, которые произошли из различных эмбриональных зародышевых листков. Правда пластичность может быть продемонстрирована только способностью одной (клоногенной) клетки формировать клетки различных ­фенотипов и функционировать как те различные типы клеток. Недавние сообщения о «пластичности» взрослых стволовых клеток вызвали не только большой энтузиазм, но и скептицизм. В следующем списке приводятся примеры пластичности взрослых стволовых клеток, которые были зарегистрированы в течение последних нескольких лет:

• Гемопоэтические стволовые клетки могут дифференцироваться в: три основных типа клеток головного мозга (нейроны, олигодендроциты и астроциты); клетки скелетных мышц; клетки сердечной мышцы и клетки печени.

• Стромальные клетки костного мозга могут дифференцироваться в: клетки сердечной мышцы и клетки скелетных мышц (Рис. 4.7).

• Стволовые клетки мозга могут дифференцироваться в: клетки крови и клетки скелетных мышц.

Пути пластичности стволовой клетки

В естественных условиях потенциал дифференцировки стволовых клеток выражается в четырех гибко работающих процессах или путях.

1. Во-первых, конечно, это классическая иерархическая, однонаправленная концепция происхождения. В эмбриональном и фетальном периоде развитие начинается с эмбриональных или фетальных стволовых клеток соответственно. У взрослых это выражается в самообновлении и восстановлении ткани после повреждения. Во всех этих случаях все начинается с мульти- или тотипотентных стволовых клеток, которые, посредством асимметричного деления, дают начало более дифференцированным типам клеток. Эти более дифференцированные дочерние клетки созревают упорядоченным, иерархическим, однонаправленным способом. Эта модель - конечно, является доминирующим путем развития и обновления тканей, в противном случае возможен лишь единственный путь.

2. Второй путь пластичности - возвращение дифференцированной клетки в ­прародителя бластоподобного фенотипа (то есть примитивного или недифференцированного), который может дать начало различным типам клеток. У млекопитающих это было доказано только в неоплазии, в частности в злокачественности образований, в контексте генетических мутаций и других геномных расстройств.

3. Третий путь заключается в том, что клетки одного типа могут непосредственно дифференцироваться в клетки другого типа. Это часто называют "трансдифференцирование", термин, который порождает ненужные дебаты, и мы теперь думаем, что его лучше всего избегать. Это было убедительно продемонстрировано как в естественных, так и искусственных условиях в результате местного микровоздействия на окружающую среду, которое приводит к изменениям в экспрессии гена.

4. Четвертый путь - путь слияния клеток, иногда сопровождаемого ядерным синтезом. Идея слияния клеток была первоначально предложена в качестве критики результатов в отношении пластичности, имела обыкновение полемически отклонять новые результаты как "артефакт". Однако, теперь это не просто риторическая или теоретическая задача, направленная на подрыв новых, противоречивых выводов, но и, в свою очередь, еще один альтернативный и на удивление физиологичный в естественных условиях процесс. В этом случае пластичность экспрессии гена вызвана не микроокружением, а цитоплазматическими и/или ядерными факторами (Рис. 4.8).

КОЛОНИИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

К олонии дифференцированных стволовых клеток, выделенные из зрелых тканей - еще один превосходный источник для исследований. Большинство исследований проводится с использованием колоний дифференцированных стволовых клеток лабораторных животных, таких как мышей и крыс, так как для получения человеческих дифференцированных стволовых клеток необходимо прибегать к инвазивным хирургическим методам. (Рис. 4.9)

Гемопоэтические дифференцированные стволовые клетки

Гемопоэтические стволовые клетки – одни из немногих стволовых клеток, которые могут быть выделены у взрослых людей. Они находятся в костном мозге и под влиянием особых условий с кровью мигрируют в другие ткани. Гемопоэтические стволовые клетки в норме также обнаруживаются в печени и селезенке плода, пуповине и плацентарной крови.

Первым экспериментальным подтверждением, доказывающим существование гемопоэтических стволовых клеток, стало открытие в 1961 году Till и McCulloch популяции клоногенных клеток костного мозга, способных создавать миелоэритроидные ростки в селезенке организма, получившего летальную дозу радиации. Иногда эти ростки, содержащие клоногенные клетки, могли быть снова ретрансплантированы в другой организм, получивший летальную дозу радиации, и восстановить иммунную систему. Эти клоногенные клетки было предложено назвать гемопоэтическими стволовыми клетками, что значит клетки-предшественницы, обладающие способностью к самовоспроизводству и потенциалом к дифференцировке в любую клетку крови.

Р азработка исследований основных гематопоэтических клональных линий в совокупности с доступным методом многопараметрической клеточной сортировки с активацией флюоресценции в дальнейшем позволила производить выделение стволовых клеток гематопоэтического ряда у мышей, а также получить новую информацию о гематопоэтических стволовых клетках человека, основываясь на экспрессии специфических молекул на наружной поверхности клеточной мембраны и исследовании их функций in vivo и in vitro, в исследованиях с использованием долгоживущих стромальных колоний клеток. После идентификации и последующей изоляции мышиных стволовых гемопоэтических клеток был сделан значительный прогресс в отношении характеристики механизмов, контролирующих их дальнейшую судьбу. Во время или после клеточного деления каждая из двух дочерних клеток должна определить свое предназначение. Она может остаться существовать как гемопоэтическая стволовая клетка, вступить на путь дифференцировки или запустить процесс апоптоза, а также остаться в костном мозге или мигрировать на периферию. Эти процессы в итоге поддерживают стабильный уровень функционирующих гемопоэтических стволовых клеток и постоянно образуют клетки-предшественницы всех ростков кроветворения. (Рис. 4.10 и 4.11)

Пластичность гемопоэтических стволовых клеток

Совершенно очевидно, что гемопоэтические стволовые клетки настолько пластичны, что под влиянием особых условий они могут принимать участие в образовании тканей, отличных от системы крови. Несколько исследований показали, что гемопоэтические стволовые клетки могут дать начало клеткам печени. Эти сведения заставили ученых задуматься о биологическом ответе гемопоэтических стволовых клеток на болезнь или повреждение тканей и о ранней дифференцировке эмбриональных тканей в отдельные слои. (Рис. 4.12)

Было неожиданно, что компоненты крови могли прекратить свое собственное развитие, чтобы сформировать ткань, обычно имеющую совершенно иное эмбриональное начало. Сведения, описанные выше, и другие сообщения об образовании у мышей из трансплантированных гемопоэтических стволовых клеток кардиальной и мышечной ткани и развитие нейроноподобных клеток их костного мозга повысили ожидания того, что гемопоэтические стволовые клетки, очевидно, способны дать начало большому числу типу клеток из всех трех зародышевых листков. Одно исследование фактически продемонстрировало, что единственная гемопоэтическая стволовая клетка, трансплантированная облученной мыши, дала начало не только компонентам крови (из мезодермального зародышевого листка), но и эпителию легких, кишечника (энтодерма) и кожи (экзодерма). Если гематопоэтические стволовые клетки действительно мультипотентны, то возможности их применения в спасающей жизнь регенеративной терапии могут быть значительно расширены в будущем. (Рис. 4.13)

Н ервные стволовые клетки

О ткрытие стволовых клеток в головном мозге у взрослых было неожиданностью и потребовало исследований, чтобы стать широко принятым. Нервные стволовые клетки могут быть мультипотентными: при внедрении в бластоцисты мышей они оказывали влияние на различные ткани эмбрионов. (Рис. 4.14)

Д олгое время полагали, что повреждение головного мозга не может быть восстановлено, так как нейроны взрослых не могут быть заменены.

Серия исследований на крысах и певчих птицах впервые выявила, что нейроны головного мозга взрослых могут формироваться заново. (Рис. 4.15)

Дополнительные исследования ряда ученых подтвердили, что нервные клетки-предшественницы у взрослых млекопитающих действительно существуют и способны хорошо делиться и самовосстанавливаться. Кроме того, нервные клетки-предшественницы могут мигрировать в специфические места повреждения или регенерации, например обонятельные луковицы грызунов, гиппокамп человека и места образования опухолей, таких как глиомы.

Таким образом, стволовые клетки ЦНС являются вторым источником хорошо изученных тканеспецифичных стволовых клеток. В тканевой культуре и при последующей прямой инъекции в головной мозг клоны популяции нервных стволовых клеток дают начало всем трем главным типам клеток ЦНС: нейронам, астроцитам и олигодендроцитам. Популяции, обогащенные нервными стволовыми клетками, могут быть получены при протеолитической диссоциации ткани головного мозга взрослого исходя из различного градиента плотности. Потомство этих нервных стволовых клеток имеет типичную морфологию, характерные паттерны экспрессии белков и типичные физиологические функции. Было отмечено также, что стволовые нервные клетки могут давать начало скелетным мышечным клеткам при их культивировании с линией клеток, способной дифференцироваться в мышечные клетки, или при их инъекции в регенерирующую мышцу.

Г лаз

Лимб - это узкое кольцо ткани между роговицей и конъюнктивой. Стволовые клетки лимба дают начало сложной многослоевой структуре роговицы, функциями которой являются защита, рефракция и прозрачность. (Рис. 4.16)

Эти стволовые клетки формируют in vitro голоклоны, относительно недифференцированные, и с меньшим количеством CK3 и CK12 по сравнению с супрабазальными клетками лимба и клетками всех слоев лимба. (Рис. 4.17)

Сердце

A nversa и Nadal-Ginard в 2002 году идентифицировали в миокарде клетки, экспрессирующие антигены c-Kit, Sca-1и MDR1, которые были также обнаружены в стволовых клетках. Эти клетки оказались клоногенными, одна клетка оказалась способна дать начало кардиомиоцитам, эндотелию и гладким мышечным клеткам, они также способствовали образованию всех трех линий клеток при их инъекции в очаг инфаркта. Кроме того, предполагаемые стволовые клетки были выделены из сердца человека. (Рис.4.18)

Совсем недавно в 2005 году Laugwitz и др. выделили эти кардиальные клетки-предшественницы (кардиобласты) из сердца грызунов и человека, основываясь на экспрессии белка islet-1, принадлежащему к LIM семейству гомеодоменных белков. Число этих клеток уменьшалось после рождения, но они могли размножаться и дифференцироваться in vitro в функциональные на вид кардиомиоциты.

• Мышечные стволовые клетки, полученные при биопсии мышцы взрослого, могут быть выращены и инъецированы в поврежденное сердце, при этом они заставляют сердце восстанавливаться самостоятельно. Это проводится сейчас в клинических испытаниях. (Рис. 4.19)

Для восстановления поврежденной сердечной мышцы сейчас используются собственные клетки человека.

Это еще старые клетки.

Стволовые клетки поперечнополосатой мышечной ткани

К летки-саттелиты были описаны как неактивные одноядерные клетки, находящиеся под базальной пластинкой, окружающей многоядерные мышечные волокна. (Рис. 4.20)

Широко распространено мнение о том, что эти клетки составляют резерв клеток для регенерации мышцы. Многочисленные исследования показали, что клетки-саттелиты при активации могут пролиферировать и влиять на интактные мышечные волокна даже после увеличения мышечной ткани вдвое. Более того, эти клетки можно отделить от единичных волокон, поместить в культуру и индуцировать у них деление и дифференцировку в мышечные волокна. Модифицированные по гену Pax-7 мыши, по всей видимости, имеют недостаток клеток-саттелитов, но в то же время мышцы у взрослых после повреждения способны к регенерации. Очевидно, что накопленные саттелитные клетки являются разнородными по экспрессируемым генам, следовательно, маркеры этих клеток непостоянны. Таким образом, ясно, что тканевые стволовые клети существуют в скелетной мышце, что может оказывать влияние на рост мышцы и ее репарацию, их пролиферативная активность снижается при увеличении возраста донора и они быстро истощаются при дегенеративных мышечных заболеваниях, таких как мышечная дистрофия Дюшена.

Легкие

Л егкие – сложная трехмерная структура, состоящая и ветвистой системы воздухоносных путей, которая служит для проведения вдыхаемого воздуха в дистальные альвеолярные капиллярные единицы (альвеолярные мешки). Прогрессу в определении стволовых клеток легких препятствовало медленное обновление клеток воздухоносных путей и альвеолярного эпителия, но единым мнением ученых является то, что не существует единственной стволовой клетки легких, а имеются регионоспецифичные для проксимальных и дистальных отделов легких стволовые клетки. Было предложено много вариантов стволовых клеток легких. (Рис. 4.21)

В проксимальной части воздухоносных путей на стволовые клетки похожи отдельные базальные клетки и клетки, расположенные в протоках подслизистых желез. Более вероятно, ими могут быть или защитные клетки Клара, или какие-либо из легочных нейроэндокринных клеток, или клетки бронхоальвеолярного соединения. В альвеолах пролиферирующие пневмоциты-2 могут восполнять погибшие пневмоциты-1.

Пищевод

Поверхность человеческого пищевода является относительно плоской, но инвагинации базальной мембраны создают высокие папиллярные структуры внутри многослойного эпителия. Клеточная пролиферация ограниченна базальным и эпибазальным слоями, клеточное деление чаще встречается в папиллярном (сосочковом) базальноом слое (PBL), чем в плоском интрапапилярном (внутрисосочковый) базальноом слое (IBL).

В PBL, митотические оси, как правило, располагаются параллельно с базальной мембраной, так что обе дочерние клетки остаются в базальном слое, тогда как в IBL, митотические оси, как правило, располагаются под прямым углом к базальной мембране, таким образом, одна из дочерних клеток остается стволовой клеткой, а другая дочерняя клетка становится транзитным усилителем клеточной пролиферации в активных эпибазальных слоях. В отличие от клеток PBL и эпибазальных клеток, пищевода стволовые клетки считаются относительно недифференцированными (рис. 4.22).

Желудок

В желудке эпителиальная выстилка образуется из структуры, называемой желудочные железы; желудочные стволовые клетки расположены и содержатся в пределах мезенхимальной нише, расположенной по направлению к центру железы. Таким образом, обновление клеток в железах является двунаправленным, клетки нисходящие вниз к основанию железы и вверх по направлению к поверхности через ямы желудка.

Кишечный эпителий

Т онкая кишка состоит из мерцательных ворсинок, каждая из которых окружена криптами, встроенными в стенку кишечника для защиты (рис. 4.23). Каждая крипта состоит из около 250 простых эпителиальных клеток, в том числе стволовых клеток отсек для пополнения ворсинки. Мультипотентные стволовые клетки находятся рядом или в основании каждой крипты. Для поддержания гомеостаза, медленное обновление стволовых клеток преобразуется в быстро, но кратковременно пролиферирующие клетки, которые движутся к среднему сегменту и впоследствии дифференцируются либо в поглощающих очистителей границ энтероцитов, либо в слизь секретирующие бокаловидные клетки, либо в эндокринные клетки ворсинок. Дифференцированные клетки, в конце концов, умирают, и опадает от ворсинок в просвет кишечника. Стволовые клетки в криптах также производят Панет клетки на базе крипты, которые синтезируют и секретируют антимикробные пептиды, пищеварительные ферменты и факторы роста. Эти клетки в конечном итоге выводятся из склепа посредством фагоцитоза.

Стволовые клетки печени

Н есмотря на то, что печень является органом, способным к обширной регенерации, конкретный источник тканей, то есть специфические стволовые клетки, ответственные за эту регенерацию, остается неясным. В отличие от костного мозга или кожи, в которых относительно небольшая популяция клеток претерпевает бурный рост для поддержки регенерации, регенерация печени сопровождается частичной гепатэктомией, в которой две трети печени крысы удалено, включается умеренная пролиферация различно дифференцированными клетки печени, включая гепатоциты, желчные эпителиальные клетки и эндотелиальные клетки (рис.4.27). Однако после некоторых видов травм, скомпрометированных гепатоцитов, меньшая часть стволоподобных клеток вблизи желчных протоков приводит к распространению овальных клеток, которые впоследствии генерируют гепатоциты и протокавые клетки. Эти данные, взятые вместе с морфологических исследований регенерации печени после травмы, подняли вопрос о возможности, что истинная стволовая клетка печени с мультилинейным потенциалом проживает в пределах или вблизи терминальных желчных протоков.

Почка

Почка имеет низкую скорость обновления клеток в установившихся условиях, но могут регенерировать эпителий канальцев после травмы. Идентичность любых почечных стволовых клеток не было легко приготовить. Поскольку почка развивается центробежно, мозговое вещество является старейшим регионом, а значит может быть местоположением ниши стволовых клеток. Эти клетки были способны к экспансии в пробирке и дифференциации в эпителии и эндотелии с образованием трубчатых структур и эндотелия в поврежденных почках мышей SCID.

Молочные железы

К ак и во многих тканях, идентификация стволовых клеток в молочной железе млекопитающих является предметом спора. Общее знание в том, что они находятся в терминальных протоков дольково-альвеолярных единиц (TDLUs) в виде небольших недифференцированных клеток в просвете слоя клеток, которые не вступать в контакт с просветом. Эти клетки двухпотенциальны, что приводит к увеличению просвета и миоэпителиальных клеток (рис. 4.28 и 4.29).

Шейка матки

Удивительно мало известно о роли стволовых клеток участвующих в поддержания слизистой оболочки женских половых органов, таких как влагалище и матка. Матка выслана, главным образом, эндометрием, который изменяется в толщине в зависит от менструального цикла. Это делает путь к каналу шейки матки, облицованным простым цилиндрическим эпителием с прилегающими железами: эндоцервикальные крипты. На шейки матки, простой цилиндрический эпителий переходит, в так называемой зоне трансформации, в многослойный плоский эпителий эктоцервикса. Кислая среда вагины это результат в плоскоклеточный метаплазии переходной зоны, которому предшествует появление суб-столбчатых резервных клеток, которые подвергаются гиперплазии до формирования метапластического плоского эпителия неотличимого от плоского эпителия в эктоцервиксе. Как и базальные клетки плоского эпителия, эти резервные клетки имеют круглые ядра и немного цитоплазмы.

Яички (тестикулы)

В яичках млекопитающих, митотические процессы происходят среди различных поколений так называемого типа сперматогенов, что расположены на базальной мембране семенных канальцев, мейотические сокращение процессов и дальнейшая дифференциация по отношению к неправильно (ущербно) дифференцированных сперматозоидов происходит афферентно (рис.4.30).

С перматогонии которые являются относительно лишены гетерохроматина называются “Apale”, и так в виде отдельных клеток (заболеваемость ~2 в 104 яичек клеток), вероятно, являются стволовыми клетками. Их распределение не является случайным у мыши и крысы, и скорее всего они расположены в тех районах семенных канальцев, которые граничат с интерстициальной тканью (рис.4.31 и 4.32).

Простата

Анатомия предстательной железы значительно зависит от вида, но может по существу быть описана как экзокринная железа обертывающая уретру у основания мочевого пузыря, состоящая из слепо окончивающихся канальцев, которые открываются в мочеиспускательный канал. У мышей на основе местоположения LRCs, предстательной железы эпителиальные стволовые клетки, как считается, в проксимальных отделах протоков предстательной железы, рядом с уретры. Человеческие стволовые клетки предстательной железы, как считается, имеют комплексную природу, то есть способны генерировать секреторные, базальные и нейроэндокринные клетки, расположенные среди базальных клеток, которые образуют непрерывный слой между просветом секреторных клеток и базальной мембраной.

Кожа

И эпидермис и волосяной фолликул требуют стволовые клетки, чтобы поддержать высокие темпы эпителиального обновления. Несколько травм эпидермиса показали, что кератиноциты могут мигрировать из волосяных фолликулов к месту регенерации эпидермиса. Кроме того, в нескольких недавних работах утверждают, что кератиноциты стволовые клетки, которые дают начало для эпидермиса и волосяных фолликулов находятся в определенном регионе фолликулярного эпителия, зоны выпуклости, где они медленными циклами, вырабатывают (создают) кератин K5 и K14, а также генерируют потомство для пополнения эпидермального базального слоя (рис.4.34).

ОГРАНИЧЕНИЯ ДЛЯ СТВОЛОВОЙ КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ

1. У взрослого человека стволовые клетки редки и из них трудно выделить уникальную группу стволовых клеток в чистом виде. Таким образом, это не удивительно, что, на первый взгляд может быть пластичность в одном типе взрослых стволовых клеток это может быть результатом смеси клеток разных типов, в том числе различных типов стволовых клеток.

2. Среда, в которой стволовые клетки растут или помещаются для роста играет важную роль, но плохо понимается её (среды) влияние на их рост, что было отражено во многих выступлениях на семинаре.

3. Взаимоотношение клеточной среде с концепцией пластичности у взрослых стволовых клеток.

4. Большинство исследований недостаточно показывают, что стволовые клетки произвели функционально полезную ячейку в органе. Большинство исследований, показывающих, пластичность стволовых клеток полагаясь на обнаружении белков в недавно сформированных тканях, которые обычно связаны с определенным типом дифференцированной клетки. Но нет консенсуса в научном сообществе, что обнаружение конкретного белка является достаточным доказательством того, что клетки и ткани, образованные являются, по сути, полностью функциональными и нормальными.

5. Неспособность поддерживать эти клетки в культуре очень долго, прежде чем они дифференцируются в их зрелое потомство. Можно представить себе два терапевтических подходов к стволовым клеткам. Во первых, стволовые клетки сами имплантируются в больной или поврежденный органа в надежде, что они дадут рост зрелых клеток, необходимых этому органу. Во втором случае, стволовые клетки стимулируются к дифференцировке в нужном зрелой ткани вне организма, так что ткань имплантируют в орган. Эти взрослые стволовые клетки являются трудно выделимыми, их очищают. Но культура клеток вызывает проблемы для любой подхода, хотя даже способность культуры стволовых клеток к делению в течение ограниченного времени, в том числе в присутствии других клеток, может иметь терапевтический потенциал.

6. Наконец, последствия того, что известно о человеческих взрослых стволовых клетках часто забываются на фоне сообщений об успехах с экспериментами на грызунах, которым имитируют сердечный приступ, заболевания сетчатки и диабет. Подтвержденные сообщения о действительно мультипотентных взрослых стволовых клеток человека не хватает. Без окончательной идентификации, существование мультипотентных жировых клеток остается неподтвержденным.