Стромальная основа костного мозга осуществляет тонкую регуляцию гемопоэза за счет паракринных регуляторных сигналов: факторов роста, цитокинов и хемокинов, а также обеспечивает адгезивные взаимодействия, необходимые для образования клеток крови [19]. Микроокружение костного мозга (ниша) представляет собой сложную структуру, где гемопоэтические клетки пролиферируют, приобретают зрелость, мигрируют в синусоидальное пространство и выходят в циркуляцию.
Миграция стволовых клеток - это сложный процесс, наиболее интенсивно протекающий при репарации места повреждения и воспалении. ГСК способны мигрировать в кровяное русло, циркулировать в крови и возвращаться в костный мозг, однако в норме в периферической крови они содержатся в гораздо меньших количествах, чем в костном мозге. [5] Исследования молекулярных механизмов хоуминга – направленной миграции ГСК в костномозговую нишу или область повреждения – являются перспективными для совершенствования трансплантационных технологий. Этот процесс протекает с участием ряда ключевых лиганд-рецепторных пар, включающих CXCR4/SDF1, VLA4/VCAM1, CD62L/PSGL, CD44/HA, и Kit/KL, и заканчивается "заякориванием" клетки в своей нише. В настоящее время самым изученным фактором хоуминга стволовых клеток является рецептор-лигандная ось CXCR4 - SDF-1 (stromal-derived factor-1). Хемокин SDF-1 продуцируется эндотелиальными предшественниками, остеобластами и другими клетками стромы костного мозга; благодаря этому ГСК, экспрессирующие хемокиновый рецептор CXCR4, мигрируют в направлении своей ниши [2; 39].
С другой стороны, в последние годы изучаются эффекты ряда хемокинов и цитокинов, усиливающих миграцию ГСК из костного мозга в периферическую кровь. Этот процесс, называемый мобилизацией ГСК, является основой для разработки методов «обогащения» крови гемопоэтическими предшественниками, для последующей аутологичной и аллогенной трансплантации. К молекулярным механизмам мобилизующего действия цитокинов на ГСК относится нарушение интегриновых взаимосвязей клеток с молекулами стромального матрикса костного мозга. Нарушение целостности лиганд-рецепторных связей осуществляется при участии нейтрофилов, секретирующих различные протеазы, например, металлопротеиназы ММР-9, принимающие непосредственное участие в процессах мобилизации ГСК в периферическую кровь [20]. Среди цитокинов, мобилизующих ГСК, лидирующее место занимают колониестимулирующие факторы – G-CSF и GМ-CSF. Являясь своего рода функциональным антагонистом SDF-1, G-CSF активирует ферменты нейтрофилов, которые нарушают взаимодействие SDF-1 со своим рецептором CXCR-4 в нише, следствием чего является "высвобождение" клеток [17].
V. Регуляция функциональной активности ГСК (контроль «выбора судьбы»)
Совершая клеточное деление, LT-HSC сталкивается с проблемой выбора своей дальнейшей судьбы: самоподдержание, дифференцировка (транзит LT-HSC в ST-HSC и т.д.), эмиграция из костного мозга в кровь, программированная клеточная гибель (апоптоз). Процесс «выбора судьбы» ГСК регулируется интегральными эффектами внутриклеточных факторов и внеклеточных сигнальных путей, управляемых цитокинами.
На роль ростовых факторов-стимуляторов пролиферации ранних гемопоэтических предшественников, по данным 90-х годов, претендуют SCF, Flt-3L, Tpo и IL-6 [14; 40]. Их эффект зависит от концентрации каждого компонента и от комбинации факторов: синергическое действие IL-6 с SCF/Flt-3L вызывает экспансию ГСК ex vivo [30]. Другим позитивным регулятором самоподдержания ГСК in vitro является IL-3, однако in vivo он не играет существенной роли (стромальные клетки из микроокружения ГСК не экспрессируют IL-3). Тем не менее, показано, что комбинации SCF, Flt-3L и Tpo с IL-11 или IL-3 вызывали in vitro экспансию LT-HSC, обладающих репопулирующей активностью [7]. Результатом воздействия всех этих цитокинов, включая колониестимулирующие факторы (G-CSF, GM-CSF), является вступление большинства LT-HSC в клеточный цикл, переход в популяцию ST-HSC с прогрессивной потерей самоподдерживающей функции.
Существуют также факторы-ингибиторы пролиферации, обеспечивающие выживание ГСК. Классическим примером такого фактора является TGFβ, играющий значительную роль в поддержании «молчащего» недифференцированного состояния ГСК. Интересно, что эффект TGFβ на гемопоэтические клетки сильно зависит от «стадии» дифференцировки: он является индуктором дифференцировки коммитированных миелоидных предшественников. В обеих ситуациях его эффект обусловлен негативным влиянием на прогрессию клеточного цикла за счет, в частности, повышения экпрессии p21 [13].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.