Гилберт с.Биология развития: в 3-х т. Т. I: Пер. С англ. — м.: Мир, 1993. — 228 с.

________________ РАННЕЕ РАЗВИТИЕ ПОЗВОНОЧНЫХ. МЕЗОДЕРМА И ЭНТОДЕРМА_______________________ 211

Рис. 6.3I. Прикрепление (А), инвазия (Б) и миграция (В) опухолевых клеток меланомы (1) под эндотелиальной клеткой сосуда (2). Клетки злокачественной меланомы, помещенные на эндотелиальные клетки, растущие в культуре, фотографировали через 0.5, I и 3 ч. (Из Kramer, Nicolson, 1979; фотографии с любезного разрешения G. Nicolson.)

Рис. 6.32. Метастазирование злокачественной меланомы. Способность отдельных клеток метастазировать в легкие подавлена связывающими клетки фибронектиновыми участками. Клетки меланомы инъецировали мышам в хвостовую вену. Спустя 14 сут животных усыпляли с помощью эфира и подсчитывали число метастазов в легкое. Каждая точка на кривой — среднее для 8 мышей. (Из Humphries, 1986; фотографии с любезного разрешения K.M. Yamada.)

казано, как метастазирующая клетка злокачественной меланомы прокладывает себе путь внутрь сосуда между эндотелиальными клетками.

Для метастазирования необходимо, чтобы клетка была способна перемещаться от одного места к другому. Подобно эмбриональным клеткам, многие опухолевые клетки нуждаются в поверхности, по которой могут мигрировать, а некоторые из этих клеток движутся по внеклеточному матриксу, образованному клетками эндотелия кровеносных сосудов( Nicolson et al.. 1981). Эта миграция, как и миграция многих эмбриональных клеток, по-видимому, осуществляется с помощью фибронектина. У мышей, которым инъецированы опухолевые клетки определенной линии меланомы, эти клетки специфически мигрируют в легкие, где и формируют вторичные опухоли (рис. 6.32). Если клетки меланомы предварительно инкубируют в среде, содержащей фибронектин или его участок, связывающийся с клетками (так чтобы клетка не могла связываться с собственным фибронектином хозяина), то около 90% инъецированных клеток не достигают легких (Humphries et al., 1986).

По способности быстро делиться, секретировать активатор плазминогена и ангиогенный фактор, а также по характеру миграции опухолевые клетки сходны с нормальными эмбриональными клетками. Нередко опухолевые клетки это клетки взрослого организма, но вернувшиеся к эмбриональной стадии своего существования. Эти данные позволяли предложить новые подходы к терапии рака, включая введение агентов, которые предотвращают ангиогенез или действительно способствуют дифференцировке «эмбриональной» опухолевой клетки в нормальную «взрослую» клетку (Sachs, 1978; Jimenez, Yunis, 1987).

Гилберт с.Биология развития: в 3-х т. Т. I: Пер. С англ. — м.: Мир, 1993. — 228 с.

212_______________ ГЛАВА 6_______________________________________________________________________________

Развитие клеток крови Полипотентные стволовые клетки и их микроокружение

Большая часть тканей позвоночных животных состоит из дифференцированных клеток, которые не делятся. Миобласты, например, образуют быстро делящуюся популяцию клеток до тех пор. пока не объединятся в мышечные трубочки. Однако некоторые ткани, такие, как эпидермис, кишечный эпителий и клетки крови, обладают особой «эмбриональной» клеточной популяцией. В соответствии с этим их клеточный состав постоянно меняется даже у взрослых животных. Это явление наиболее наглядно можно продемонстрировать на примере эритроцитов млекопитающих: эритроцит у них лишен ядра, и продолжительность его жизни в кровяном русле у человека равна всего лишь 120 сут. В норме у человека ежедневно погибает 3·10¹¹ эритроцитов, но они замещаются таким же количеством новых (Hay, 1966). Источником непрерывного формирования новых эритроцитов (так же как и клеток крови других типов) служат кроветворные («формирующие кровь») стволовые клетки.

Стволовые клетки представляют собой загадочный и еще мало понятный феномен. От них в буквальном смысле слова зависит вся наша жизнь. Стволовая клетка — это клетка, способная к интенсивной пролиферации: она дает начало таким же стволовым клеткам (самоподдержание) и более дифференцированному потомству (Siminovitch et al., 1963). Так, одна стволовая клетка может дать начало клону, содержащему миллионы дифференцированных клеток, а также небольшому числу стволовых клеток. Тем самым стволовые клетки обеспечивают непрерывную пролиферацию клеток-предшественников тканей на протяжении длительного времени. Кроветворные стволовые клетки млекопитающих мигрируют в костный мозг, где сохраняются в течение всей жизни животного. Стволовые клетки имеются и для таких непрерывно возобновляющихся тканей, как эпидермис, а также для возобновления числа спермиев в семенниках. Некоторые стволовые клетки, например стволовые клетки скелетной мускулатуры, существуют, вероятно, в течение развития плода (Quinn et al., 1985). Представление о судьбе стволовой клетки дает рис. 6.33.

У млекопитающих и птиц имеется, по-видимому, общая полипотентная кроветворная клетка, которая может дать начало эритроцитам, гранулоцитам, макрофагам, тромбоцитам и иммунокомпетентным клеткам — лимфоцитам. Существование таких стволовых клеток было показано исследователями (Till, McCulloch, 1961), инъецировавшими клетки костного мозга облученным летальной дозой мышам той же генетической линии, что и доноры костного мозга. Некоторые из этих клеток образовали обособленные узелки (колонии) в селезенке хозяина (рис. 6.34). Результаты микроскопического исследования показали, что эти узелки содержат клетки-предшественники эритроцитов, гранулоцитов и тромбоцитов. Следовательно, единичная клетка из костного мозга способна формировать клетки крови многих различных типов. Ответственная за это клетка была названа КОЕ-с—колониеобразующей единицей в селезенке. В дальнейших исследованиях с использованием хромосомных маркеров было подтверждено, что различные типы клеток в пределах колонии формируются единичной КОЕ-с. В этих исследованиях клетки костного мозга облучали так, что выживали лишь немногие клетки: значительная часть их имела хромосомные аномалии, четко выявляемые при изучении с помощью светового микроскопа. Когда такие облученные клетки костного мозга инъецировали мыши, у которой собственные кроветворные клетки были разрушены, каждая клетка селезеночной колонии, будь то клетка-предшественник гранулоцита или эритроцита, имела ту же самую хромосомную аномалию (Becker et al., 1963). Важную часть концепции стволовой клетки составляет требование, в соответствии с которым стволовая клетка помимо

Рис. 6.33. Схема, иллюстрирующая динамику пролиферации и дифференцировки стволовой клетки.