Механизм контроля «судьбы» гематопоэтических стволовых клеток

Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) способны давать начало всем типам клеток крови. Но какие факторы определяют появление тех или иных клеток? До сих пор считалось, что дифференцировка ГСК – вероятностный процесс. В Marseille Luminy Immunology Center команда исследователей из Centre National de la Recherhe Scientifique (CNRS) и National Institute of Health and Medical Research (INSERM) установила факторы, контролирующие дифференцировку ГСК. Механизм, продемонстрированный учеными в опытах на мышах, включает один внутренний, содержащийся в самих клетках, и один внешний фактор.

Результаты этих исследований были опубликованы в журнале Cell 24 июля 2009 г.

На стволовые клетки возлагают большие надежды по причине их уникальной способности давать начало всем типам клеток организма. Ученые пытаются понять механизмы, посредством которых стволовые клетки приобретают определенную специализацию.

Исследователи из Marseille Luminy Immunology Center, Centre National de la Recherhe Scientifique (CNRS) и National Institute of Health and Medical Research (INSERM) проводили эксперименты с ГСК мышей. Они изучили развитие миелоидных клеток - лейкоцитов, уничтожающих микроорганизмы путем «поедания» (фагоцитоза), синтеза цитотоксических веществ или посредством активации других специализированных клеток иммунной системы. До сих пор считалось, что образование различных специализированных клеток из ГСК – вероятностный процесс. Однако оказалось, что в случае миелоидных клеток имеет место комбинированное действие двух важных факторов. Один белок, так называемый транскрипционный фактор, находится внутри клетки, а другой, цитокин, – вне ее.

Факторы транскрипции активируют либо подавляют экспрессию генов. Индивидуальность клетки определяется комбинацией ее активных генов. В связи с этим ученые предполагали, что транскрипционные факторы играют важную роль в координации процесса дифференцировки. Они также знали, что клетки крови могут успешно выживать в среде, содержащей определенный цитокин (небольшую пептидную информационную молекулу; цитокины необходимы для межклеточной коммуникацию и особенно важную роль играют в иммунной системе). Но до сих пор исследователи считали, что цитокины способствуют выживанию клеток, не вмешиваясь в их «судьбу». Команда из Марселя показала, что специфический цитокин (M-CSF, макрофагальный колониестимулирующий фактор) стимулирует дифференцировку ГСК в миелоидном (лейкоцитарном) направлении, но это происходит лишь в том случае, если содержание определенного фактора транскрипции (MafB) в клетке невысоко.

Полученные данные помогают раскрыть тайну, завораживавшую специалистов на протяжении полувека. В дальнейшей перспективе эти результаты могут пролить новый свет на механизмы развития лейкемии.

До сих пор исследования ГСК открывали путь для изучения стволовых клеток других тканей. В этом аспекте результаты, полученные и опубликованные исследователем Майклом Сивеком и его коллегами, могут стать новым шагом в изучении дифференцировки стволовых клеток не только крови, но и мозга, мышц, кишечника.

По материалам:
CNRS

Более подробная информация содержится в оригинальной статье Sandrine Sarrazin, Noushine Mossadegh-Keller, Taro Fukao, Athar Aziz, Frederic Mourcin, Laurent Vanhille, Louise M. Kelly-Modis, Philippe Kastner, Susan Chan, Estelle Duprez, Claas Otto and Michael H. Sieweke. MAFB Restricts M-CSF Dependent Myeloid Commitment Divisions of Hematopoietic Stem Cells. Cell, 24 July 2009.