Компетенция стволовых клеток. Возможности дифференцировки стволовых клеток
Впервые предположение о полипотентности стволовой кроветворной клетки, о ее способности к дифференцировкам по всем направлениям гемопоэза, а также лимфопоэза было выдвинуто еще в 1909 г. А. А. Максимовым. Эта точка зрения получила подтверждение при использовании метода клонирования кроветворных клеток в селезенке облученных мышей.
Приведенные выше данные о способности КОЕс, например, из эритроидной колонии-клона дифференцироваться при ретрансплантации в эритроидные, гранулоцитарные и мегакариоцитарные клетки являются доказательством существования полипотентной стволовой кроветворной клетки, способной дифференцироваться по трем основным направлениям кроветворения.
Прямое подтверждение наличия общего предшественника для клеток эритро- и гранулоцитопоэза было получено с помощью радиационных маркеров. При трансплантации маркированного костного мозга один и тот же маркер удавалось обнаружить как в белых, так и в красных селезеночных колониях (Wu е. а., 1967). Тканевые макрофаги также являются производными стволовых кроветворных клеток.
У радиационных химер, полученных путем трансплантации костного мозга, макрофаги перитонеального экссудата (Balner, 1963), альвеолярные (Godleski, Brain, 1972), а также костномозговые, селезеночные, макрофаги лимфатических узлов, тимуса (Virolainen, Defendi, 1968) принадлежат донору костного мозга; имеют костномозговое происхождение и гистиоциты в очаге реакции гиперчувствительности замедленного типа, в ране и т. д. (Lubaroff, Waksman, 1968; Schmalzl e. a., 1969). Удалось проследить дифференцировку моноцитов крови в альвеолярные макрофаги через стадию интерстициальных клеток in vitro в культуре легких мышей (Bowden, Adamson, 1972). При культивировании других тканей (лимфатические узлы, тимус новорожденных мышей), не содержащих стволовых кроветворных клеток, не обнаружено и клеток, способных дифференцироваться в макрофаги (Virolainen, Defendi, 1968). Данные о возможности возникновения микрофагов из лимфоцитов лимфатических узлов или грудного лимфатического протока не подтвердились.
Таким образом, клетки всех трех рядов кроветворения имеют общего предшественника — исходную полипотентную стволовую кроветворную клетку. Особенно важным с самого начала представлялся вопрос о том, обеспечивает ли стволовая кроветворная клетка и дифференцировку лимфоцитов. Иммунологические функции этой категории клеток, высокая степень их гетерогенности, связанная с синтезом каждым клоном антителообразующих клеток своего специфического полипептида (антитела), делали проблему особенно интересной. Полезно проследить, через какие этапы прошли посвященные ее решению исследования.
Уже в конце 50-х годов было обнаружено, что возникшие в результате облучения хромосомные перестройки могут обнаруживаться как в кроветворных, так и в лимфоидных клетках (Barnes е. а., 1959); во всех кроветворных тканях (в селезенке, костном мозге, тимусе, лимфатических узлах) обнаружены клоны с одним и тем же маркером. Эти эксперименты доказали, что в кроветворной системе существуют клетки, способные дифференцироваться как в миелоциты костного мозга, так и в лимфоциты различных лимфоидных органов.
Характер дифференцировки кроветворной ткани в условиях трансплантации указывал на конкуренцию миелоидных и лимфоидных клеток за общего предшественника. Так, у полицитемических радиохимер, у которых снижен эритропоэз, ускоряется восстановление лимфопоэза (Bryant, Cole, 1967); развитие острой вторичной болезни при трансплантации аллогенного костного мозга собакам и обезьянам препятствует нормальному гемопоэзу трансплантата, тогда как предотвращение острой вторичной болезни, например тимэктомией реципиента, восстанавливает образование клеток крови донорского происхождения.
Доказательства того, что именно в костном мозге находятся клетки-предшественники лимфоцитов, были получены с использованием кариологической метки (Т6Т6). Исследования такого рода показали, что при введении радиохимерам костномозговых клеток (в количестве 105) вместе с клетками (107) из лимфатических узлов в лимфоидных органах первоначально обнаруживаются потомки клеток донора лимфатических узлов. Однако эти клетки не самоподдерживаются, и постепенно в тимусе и лимфоузлах их вытесняют потомки клеток донора костного мозга.
Это показывает, что в костном мозге имеются клетки, способные к самоподдержанию, за счет которых обновляется лимфоидная ткань. Ни в одной из лимфоидных популяций (тимоциты, лимфоциты лимфатических узлов, грудного лимфатического протока) подобных клеток обнаружено не было.
