Глава 13 / патофизиология системы крови

Полипотентные стволовые кроветворные клетки (ПСКК). Обладают высоким, но не без­граничным пролиферативным потенциалом, спо­собностью к дифференцировке в различных на­правлениях.

Еще со времен А.А. Максимова (1923) при­знавалось, что стволовая клетка полипотентна и что ее дифференцировка в определенном направ­лении осуществляется под влиянием воздей­ствий, обусловливающих ее трансформацию в сторону миелоидных, эритроидных, лимфоидных и мегакариоцитарных форм. Установлено, что стволовая клетка иммунокомпетентна и способ­на образовывать клетки иммунного ответа.

Считается, что стволовые клетки находятся в костном мозге (1 на 8000 кроветворных клеток, 30 • 10³ на мышь), являющемся основным их по­ставщиком в постэмбриональный период. Из костного мозга стволовые клетки могут посту­пать в кровь и циркулировать в кровяном рус­ле; не исключена возможность их поступления и из селезенки [Бутенко З.А., 1978]. В тимусе и лимфатических узлах стволовые клетки отсутст­вуют.

Проблема превращения ПСКК в коммитиро­ванные клетки-предшественницы окончательно не решена. Согласно стохастической модели кро­ветворения [Till J.E. et al., 1964] процесс ком-митирования происходит случайно и не зависит от внешних воздействий. В то же время созрева­ние ПСКК в зрелые элементы протекает под вли­янием гемопоэзиндуцирующего микроокружения (ГИМ) [Trentin J. J., 1976].

Согласно гипотезе «ниш» в кроветворной тка­ни существуют специализированные образова­ния, в которых ПСКК находятся в затормо­женном состоянии и не реагируют на действие внешних стимулов [Schofield R., 1978]. После покидания ниши стволовые клетки попадают под влияние гемопоэтических факторов и необрати­мо дифференцируются. При этом модель пред­полагает, что процесс выхода родоначальных элементов из данных образований происходит случайно.

Вышесказанному принципиально не противо­речит и теория клональной сукцессии [Кау, 1965], согласно которой стволовые кроветворные клетки обладают высоким, но не безграничным пролиферативным потенциалом.

ПСКК закладываются только в эмбриогенезе и расходуются последовательно, образуя сменя-

407

ющие друг друга клеточные клоны, аналогично тому, как это происходит в яичниках [Чертков И.Л., Дризе Н.И., 1998]. Считается, что на всех кроветворных территориях в течение жизни мыши функционирует около 6000 клонов [Дри­зе Н.И. и соавт., 1999].

У человека ПСКК выявляются во фракциях клеток, содержащих маркер примитивных кле­ток CD 34(4-). При этом ПСКК имеют следую­щий антигенный фенотип - CD34+CD33-Line-kit+CD42+CD38-HLA-DR+ [Воробьев А.И. и со­авт., 1995].

Большинство полипотентных клеток находит­ся вне митотического цикла в стадии покоя - G₀; многие из стволовых клеток существуют в кон­це G -фазы клеточного цикла и потому очень бы­стро могут перейти в фазу синтеза ДНК, S-фазу [Чертков И.Л., 1976].

Показано, что из одной начавшей дифферен-цировку стволовой клетки может образовывать­ся около 1 млн зрелых эритроидных и 100 тыс. гранулоцитов и макрофагов.

Обобщая сведения, касающиеся морфологи­ческой характеристики стволовых кроветворных клеток, З.А. Бутенко (1978) считает, что такая клетка является округлым мононуклеаром, от­носительно небольшого размера (8-10 мкм), не прилипающая и не обладающая фагоцитарной активностью, с большим ядерно-цитоплазмати-ческим отношением. По своей структуре в све­товом и электронном микроскопах полипотент-ная стволовая клетка близка к костномозговому лимфоциту.

Колониеобразующие единицы селезенки (КОЕс). Первый метод, позволивший по суще­ству доказать наличие в кроветворной ткани ПСКК, был предложен в 1961 г. J.E. Till и Е.А. McCulloch. Была продемонстрирована способ­ность кроветворных клеток при трансплантации их смертельно облученным мышам образовывать колонии в селезенке. Каждая такая колония представляет собой клон-потомство одной клет­ки - колониеобразующей единицы в селезенке. Считается, что КОЕс относятся к категории бо­лее зрелых полипотентных клеток-предшествен­ниц. При этом сама их популяция гетерогенна, т.е. отдельные КОЕс различаются по физичес­ким константам (диаметру, плавучей плотности и др.), функциональным особенностям, радио­резистентности и др.

Экзогенные КОЕс при введении их смертель-

но облученным мышам дают образование мик­ро- и макроколоний в селезенке, которые гистоло­гически разделяются на несколько типов: эрит-роидные (42%), гранулоцитарные (21%), мега-кариоцитарные (21%), смешанные (16%); лим-фоидные колонии в селезенке не образуются. По величине колонии можно расположить в следу­ющий ряд: смешанные -» эритроидные -> гра­нулоцитарные (эти 3 типа колоний видны мак­роскопически) -> мегакариоцитарные ч> эозино-фильные -> неидентифицированные (микроско­пические).

Эндогенные КОЕс изучают при облучении животных в дозах, при которых сохраняется существенная доля КОЕс. Колонии из эндоген­ных КОЕс меньше по размеру; определяются эритроидные, гранулоцитарные, мегакариоци­тарные и смешанные формы.

Полустволовые кроветворные клетки. Сле­дующий отдел (более зрелых) кроветворных кле­ток-предшественниц составляют полустволовые (олигополипотентные, частично детерминирован­ные) прекурсоры. В этот отдел входят преиму­щественно клетки-предшественницы миелопоэ-за, которые определяются методами «клональ-ных культур» in vitro либо в диффузионных ка­мерах in vivo. Пролиферация этой группы кле­ток регулируется ростовыми факторами, секре­ция которых зависит от существующего запро­са, т.е. представляет собой уже не стохастичес­кий, а детерминированный процесс. В отдел вхо­дят три предшественницы: КОЕ-БЛ - клетка, об­разующая в культуре колонии властных клеток; КОЕ-ВПП - колониеобразующая единица высо­кого пролиферативного потенциала, дающая в культуре огромные колонии макрофагов, и КОЕ-ГЭММ - клетка, дающая смешанные колонии, состоящие из гранулоцитов, эритроцитов, мега-кариоцитов и макрофагов. В этом отделе, так же как и в предыдущем, по мере убывания снижа­ется пролиферативный потенциал, но повыша­ется пролиферативная активность [McNiece J.К. et al., 1990; Metcalf D., 1991]. К этому отделу также относятся клетки-предшественницы, бо­лее ограниченные в дифференцировке, т.е. спо­собные образовывать смешанные колонии из двух типов клеток, например из гранулоцитов и эрит­роцитов или из эритроцитов и мегакариоцитов, гранулоцитов и моноцитов. В целом, по мнению А.И. Воробьева и соавт. (1995), в этом отделе взаимоотношения между отдельными типами

408