Нервная стволовая клетка: клетки эпендимы, признаки стволовых клеток, детерминация и последующая дифференцировка

Вопрос о локализации стволовых клеток в субвентрикулярной зоне остается до конца нере­шенным. По одним данным, эпендимные клетки способны образовывать в куль­туре сферические клоны, но не «истинные» нейросферы, и дифференцироваться только в астроциты. В то же время получены убедительные доказательства лока­лизации нервных стволовых клеток в эпендимном слое. Маркировка клеток эпендимы флуоресцентным красителем Dil и/или LacZ вирусами показала присутствие маркера в клетках суб — эпендимиого слоя и обонятельных луковиц. Эти клетки способны формировать нейросферы In vitro и дифференцироваться в нейроны, астроциты и олигодендро­циты.

Часть (5%) клеток эпендимы проявляют признаки стволовых клеток и экспресси­руют их маркеры:

· Nestin,

· Notch 1,

· Mussashi 1.

Предполагается, что в основе механизма асимметричного митоза лежит неравномерное распределение Notch 1 в плазматической мембране клеток. Этот рецептор находится только в дочерней клетке, остающейся в эпендимном слое. Вторая клетка, мигрирующая в субэпендимный слой, не содержит Notch 1. По другим данным, в каудальных отде­лах субвентрикулярной зоны образуются лишь глиальные клетки, а источником нейронов служат только рострально-латеральные отделы. Не исключаются оди­наковые нейрогенные потенции передних и задних отделов субвентрикулярной зоны боковых желудочков. В субвентрикулярной зоне различают три основных типа нейральных предшественников: А, В и С.

А-клетки экспрессируют связан­ную с сиаловой кислотой молекулу клеточной адгезии нейронов (PSA-NCAM) и одну из молекулярных форм тубулина — Tub 1. Тяжи из А-клеток окружены В-клетками, которые экспрессируют ГКФБ и несут антигенные признаки астроцитов. У С-клеток нет антигенных признаков нейронов и глии, они характеризу­ются высокой пролиферативной активностью. На трансгенных животных и мето­дом трансфекции клеток эпендимы ретровирусом показано, что предшественни­ком А-клеток и в последующем нейронов обонятельных луковиц являются В-клетки.

Взаимоотношение между А — и В-клетками в ходе миграции сохраняется. Ок­ружают тяжи предшественников нейронов ГКФБ-позитивные глиальные клет­ки. Такой характер миграции принципиально отличается от перемещения постмитотических нейробластов по радиальной глие в развивающемся мозгу. В процессе миграции оба типа клеток вступают в митозы и по достижении обо­нятельных луковиц внедряются в слой зернистых клеток и в клубочковый слой.

Похожая статья  Нервные стволовые клетки и клетки-предшественники мозга: локальное микроокружение хозяина, дифференцировка клеток

На основании изучения нервных стволовых клеток головного мозга высказана гипотеза о существо­вании линии стволовых клеток в онтогенезе головного мозга. На ранних этапах развития мозга стволовой клеткой является клетка нейроэпителия; по мере созревания она трансдифференцируется в радиальную глию, а в зрелом мозге роль стволовых клеток выполняют клетки, которые имеют признаки астроцитов. Гипотеза, несмотря на свою простоту и четкость, имеет ряд спорных вопросов. Например, противоречие в отношении стволовых клеток гиппокампа. Она не касается глубоких отделов мозга, которые не имеют слои­стого строения, как кора, и развиваются, в частности из таламических бугров, где радиальная глия отсутствует.

Детерминация и последующая дифференцировка нервных стволовых клеток находится под влияни­ем факторов ми кроокружения. Роль этих факторов на реализации потенций стволовых клеток продемонстрирована при трансплантации стволовых клеток из зрелого спинного мозга крысы в разные отделы зрелой нервной системы. Так, при пересадке в спинной мозг и об­ласть аммонова рога формировались только астроциты и олигодендроциты, а при введении клеток в зубчатую извилину образовывались не только глиальные клет­ки, но и нейроны. При имплантации в зубчатую извилину или в область мигра­ции нейронов обонятельных луковиц, наоборот, наблюдались активная миграция клеток и образование многочисленных нейронов.

Поскольку вновь образованные нейроны локализуются в одном из ключевых мест в гиппокампе и могут участвовать в реализации его функций, связанных с памятью и обучением, то одно из центральных мест в нейрогенезе занимает выяс­нение закономерностей, которые определяют деление, дифференцировку и гибель клеток в зубчатой извилине гиппокампа.

BrdU — иммунеположительные клетки, образующие небольшое скопления из 2-5 клеток в субгранулярной зоне на границе зубчатой извилины и хилуса. Это косвенно свидетельствует о наличии между ними щелевых контактов, определяющих судьбу не только в антенаталь­ном периоде, но и в зрелом возрасте. У взрослой крысы количество делящих­ся клеток в зубчатой извилине может достигать нескольких тысяч в сутки, что со­ответствует долям процента от общего количества присутствующих здесь клеток-зерен. Нейроны составляют 50-90 % Клеток, глиальные клетки (в основном астроциты) — до 15 %, остальные — клетки без антигенных признаков нейронов и глии.

Похожая статья  Организационные, правовые и этические аспекты клеточной терапии

Исследование этих неидентифицированных клеток показало, что мно­гие из них содержали антигены эндотелиальных клеток. Их часто обнаруживали в виде групп делящихся клеток вблизи кровеносных сосудов. Результаты данных исследований послужили основой для гипотезы о тесной взаимосвязи нейрогенеза и ангиогенеза в зубчатой извилине. Опыты In vitro указывают на возможность поддержания дифференцировки, но не пролиферации предшественников нейро­нов со стороны эндотелиальных клеток, что, вероятно, реализуется за счет их спо­собности синтезировать мозговой нейротрофический фактор (BDNF).

Предшественники клеток-зерен по мере дифференцировки мигрируют в зуб­чатую извилину и образуют отростки, которые растут в сторону зоны САЗ аммонова рога, где формируют синапсы с пирамидными глутаматергическими и вста­вочными тормозными нейронами. Вновь образованные клетки-зерна встра­иваются в существующие нейронные цепи в течение 2 недель, а первые синапсы фор­мируются уже на 4-6-е сутки после появления новых клеток. Наряду с цитогенезом наблюдается гибель клеток преимущественно путем апопгоза.

Большинство клеток-зерен в зубчатой извилине грызунов образуются в пер­вые две недели после рождения. С возрастом их количество постепенно снижает­ся, но даже у старых животных сохраняются делящиеся нейрогенные предшествен­ники. В субвентрикулярной зоне, в отличие от нейрогенеза в зубчатой извилине, интенсивность образования нейронов с возрастом не снижается.

Большое количество меченых нейронов и астроцитов выявлялось не только в зубчатой извилине, но и в аммоновом роге при более частом введении взрослым животным Brd U или 3Н-тимидина, что свидетельствует о возможности образо­вания новых нейронов и в других областях гиппокампа.

Как было многократно показано, в культуре In vitro клетки могут дифферен­цироваться и расширять свои потенции. Косвенно об этом свидетельствуют дан­ные о развитии нервных стволовых клеток мышей в костном мозге при параллельном формировании зрелых клеток крови. При пересадке генетически меченых (Lac Z) и способ­ных образовывать нейросферы стволовых клеток из зрелого или эмбрионального мозга в голов­ной мозг облученных мышей с угнетенным кроветворным ростком были получе­ны весьма интересные данные. Стволовые клетки давали начало не только нейрональным производным, но и клеткам крови. Это говорит о высокой полипотентности нервные стволовые клетки, реализуемой за пределами головного мозга.

Похожая статья  Дополнительные образовательные услуги в образовательном учреждении

Нервная стволовая клетка может дифференцироваться в клетки крови под влиянием микроокружения костного мозга, переходить в кроветворные стволовые клетки или в более примитивную нейральную/кроветворную стволовую клетку. При введении кроветворных стволовых клеток из костного мозга генетически модифицированным мышам в головной мозг было установлено, что кроветворные стволовые клетки в новом микроокружении тка­ни мозга дифференцируются в глиальные и нервные клетки.

Возможно, в бу­дущем это один из обнадеживающих вариантов клеточной терапии при патологи­ческой гибели нейронов. Отмечено, что у крысы морфогенез зубчатой извилины протекает в так называемый период отсутствия ответа на стресс (первые две неде­ли постнатального развития), когда значительно снижается выработка гормонов корой надпочечников.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code