Клітина-попередник

Клітини-попередники мають плюрипотентні властивості та утворюють резервуар у різних типах тканини, з якої через проліферацію та диференціювання утворюються соматичні клітини тканин.

Вони виникають через асиметричний поділ плюрипотентних стовбурових клітин, з яких одна дочірня клітина розвивається як клітина-попередник, а інша доповнює запас стовбурових клітин. Клітини-попередники відіграють вирішальну роль у формуванні нової тканини.

Що таке клітина-попередник?

Термін клітини-попередники позначає клітини-попередники певних типів тканини. Вони виникають через асиметричний поділ дорослих, багатопотужних стовбурових клітин.

Одна дочірня клітина розділеної стовбурової клітини перетворюється на клітку-попередник, а інша дочірня клітина залишається на стадії багатопотужної стовбурової клітини і знову завершує постачання стовбурових клітин. Стовбурові клітини дорослих досі були виявлені у понад 20 типах тканин. Після поділу стовбурової клітини клітина-попередник втрачає свою багатопотужність на кілька етапів - стимулюється факторами росту - і диференціюється в клітину соматичної тканини тканини, для якої вона призначена.

Це означає, що початкова мультипотентність спочатку перетворюється на плюріпотентність, необхідну для розвитку різних соматичних клітин всередині тканини, перш ніж клітина повністю диференціюється в клітини соматичної тканини з повною втратою своєї кратності або плюріпотентності та її здатності до поділу. Є вказівки на те, що зростаюча детермінація клітин-попередників на спеціальній тканині все ще оборотна до певної стадії розвитку. Диференціація клітин контролюється специфічними для тканини факторами росту.

Область досліджень, яка займається клітинами-попередниками, підлягає динамічному розвитку, тому загальна номенклатура ще не розроблена. Тому деякі дослідники як і раніше використовують терміни клітина-попередник і стовбурова клітина як синоніми. Оскільки клітини-попередники відрізняються від тканини до тканини за потенціалом розвитку, їх іноді називають визначеними стовбуровими клітинами.

Анатомія та структура

Особливістю клітин-попередників є їх ще частково існуюча здатність дозрівати в різні клітини всередині тканини. Тому вони відрізняються від тканини до тканини. Наприклад, розрізняють гематопоетичні та ендотеліальні клітини-попередники.

З клітин кровотворних попередників, які розташовані в основному в кістковому мозку, в ході подальших етапів диференціації можуть розвиватися білі або еритроцити. Ендотеліальні клітини-попередники циркулюють переважно в крові, а також надходять з кісткового мозку. При необхідності їх використовують для відновлення судин та створення нових судин (ангіогенез). Клітини ендотеліальних попередників вже на своїй поверхні несуть білки, характерні для ендотелію судин. На сьогоднішній день клітини-попередники були виявлені у більш ніж 20 різних типах тканин, у тому числі в головному мозку та периферичній нервовій системі.

Як правило, клітини-попередники, що спеціалізуються на певних типах тканини, називаються бластами, наприклад B. як остеобласти, мієлобласти, нейробласти та багато іншого. Вони характеризуються тим, що вони, як правило, ще не були остаточно віднесені до конкретного типу клітини. Типовими морфологічними ознаками бластів є збільшене ядро ​​клітини, висока частка ендоплазматичного ретикулума, високоенергетичний метаболізм на основі великої кількості мітохондрій та багато інших ознак.

Функція та завдання

Як правило, повністю диференційовані соматичні клітини певної тканини втрачають не тільки здатність до поділу, але й здатність регресувати в клітини-попередники. Їх ще називають уніпотентними, оскільки - якщо вони ще здатні ділитися - вони можуть виробляти клітини одного типу з однаковими властивостями, коли діляться. Втрата здатності до поділу відрізняється від типу тканини на тип тканини і виникає з міркувань безпеки, оскільки в іншому випадку нова тканина може постійно утворюватися лише з незначними порушеннями, що майже неминуче може призвести до проблем.

Тому клітини-попередники по суті мають завдання замінити клітини тканин після травм або втрати тканин, викликаних хворобою, або забезпечити необхідне поповнення спеціалізованих клітин тканин під час процесів росту. Мобілізація клітин-попередників відбувається за потребою і контролюється різними цитокінами та інтерлейкінами. Залежно від типу тканини, клітини-попередники виконують роль патруля в крові або вони представляють прихований резерв для утворення нових тканинних клітин, які можна мобілізувати для цілей відновлення та росту. Наприклад, ендотеліальні клітини-попередники відіграють особливу роль у подоланні сепсису.

Зазвичай сепсис викликається бактеріальними токсинами, що призводять до посилення некрозу та апоптозу (запрограмована загибель клітин) ендотеліальних клітин у судинах. Вже доведено, що в таких випадках підвищений рівень певних цитокінів призводить до збільшення вивільнення ендотеліальних клітин-попередників з кісткового мозку і, таким чином, до збільшення механізму відновлення пошкоджених внутрішніх стінок судин.

Хвороби

Як потенційні клітини тканин, клітини-попередники беруть на себе завдання вступити у випадку хвороби або травми, щоб максимально усунути пошкодження тканин.

Багатоступеневі стадії активації та диференціювання клітин-попередників означають, що вони можуть призводити до самих симптомів захворювання через набуті або генетичні, вроджені дефекти. Гострий лейкоз - це добре відоме захворювання клітин-попередників, які відповідають за поповнення білих або еритроцитів або тромбоцитів. Злоякісні клітини-попередники поширюються в кістковому мозку і витісняють функціональні клітини-попередники. В першу чергу це призводить до анемії та нестачі тромбоцитів у крові (тромбоцитів).

Злоякісні клітини можуть поширюватися майже на всі тканини, включаючи шкіру та слизові оболонки. Вони навіть можуть відчуватися як невеликі вузлики в слизовій оболонці ротової порожнини. Деякі інші раки також засновані на змінених стовбурових і попередніх клітинах. У більшості випадків це мутовані стовбурові клітини, з яких виникають відповідно модифіковані клітини-попередники, які мають дефекти в певних білкових комплексах і, отже, діляться безконтрольно, не впливаючи дезактивацією цитокінів.