Hematopoetyczne komórki macierzyste worka żółtkowego

Oczywiście, różne proliferacji i różnicowania hematopoetycznych komórek macierzystych siły ze względu na ich szczególny charakter osobniczego rozwoju, ponieważ w procesie ontogenezy ludzkiej zmian nawet lokalizacji głównych obszarach hematopoezy. Hematopoetyczne komórki progenitorowe worka żółtkowego płodu są zaangażowane w tworzenie wyłącznie erytropoetycznej linii komórkowej. Po migracji pierwotnego GSK do wątroby i śledziony w mikrośrodowisku tych narządów rozszerza się spektrum linii prowokacyjnych. W szczególności hematopoetyczne komórki macierzyste nabywają zdolność do tworzenia linii limfoidalnych. W okresie prenatalnym hematopoetyczne komórki prekursorowe osiągają strefę ostatecznej lokalizacji i kolonizują szpik kostny. W procesie rozwoju płodu we krwi płodu znajduje się znaczna liczba komórek hemopoetycznych macierzystych. Na przykład w 13 tygodniu ciąży poziom HSC osiąga 18% całkowitej liczby jednojądrzastych komórek krwi. W przyszłości obserwuje się postępujący spadek ich zawartości, ale nawet przed porodem ilość HSC w krwi pępowinowej niewiele różni się od liczby w szpiku kostnym.

Według klasycznego idei naturalne zmiany lokalizacji hematopoezy podczas rozwoju embrionalnego ssaków przeprowadzone przez migrację i wdrożenia nowych mikrośrodowiska pluripotencjalnych komórek hematopoetycznych - od woreczka żółtkowego w wątrobie, śledzionie i szpiku kostnym. Od wczesnych stadiach rozwoju embrionalnego tkance krwiotwórczej zawiera dużą liczbę komórek macierzystych, co zmniejsza w ciąży, najbardziej obiecującym dla uzyskania krwiotwórcze komórki macierzyste są uważane krwiotwórczych tkanki wątrobowej płodu odizolowana od abortnogo materiału na 5-8 tygodni ciąży.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]

Pochodzenie hematopoetycznych komórek macierzystych

Fakt, że tworzenie zarodków erytrocytów pochodzi z wysp krwi worka żółtkowego, jest ponad wszelką wątpliwość. Jednakże, w warunkach in vitro potencjał różnicowania hematopoetycznych komórek sac x jaja jest bardzo ograniczony (głównie ich odróżnienia erytrocytów). Należy zauważyć, że transplantacja hematopoetycznych komórek macierzystych worka żółtkowego nie jest w stanie przywrócić hemopozy przez długi czas. Okazało się, że komórki te nie są prekursorami GSK dorosłego organizmu. Prawda GSK pojawia się wcześniej, w ciągu 3-5 tygodni rozwoju płodu w strefie tworzenia się tkanki żołądka i komórki śródbłonka naczyń krwionośnych (paraaortic splanchnopleura P-SP), w miejscu zakładki aorty gonad i pierwotnych nerek - w dziedzinie lub tak śródnerczem zwany obszarem AGM. Wykazano, że komórki AGM region nie tylko źródłem HSC, ale komórki śródbłonka naczyń krwionośnych i osteoklasty procesy uczestniczące w tworzeniu kości. Na tydzień 6 th ciąży wczesnej hematopoetycznych komórek progenitorowych z podróży AGM-rejonowego do wątroby, która jest głównym krwiotwórczych narządy płodu przed urodzeniem.

Ponieważ ten moment jest niezwykle ważny z punktu widzenia transplantacji komórek, problem pochodzenia HSC w procesie ludzkiej embriogenezy zasługuje na bardziej szczegółową ekspozycję. Klasyczny pomysł, że krwiotwórcze komórki macierzyste ssaków i ptaków pochodzących z przydatków źródła, oparte na badaniach Metcalf i Moore'a, który po raz pierwszy użyty technik klonowania GSK i ich potomków, odizolowane od woreczka żółtkowego. Wyniki ich pracy posłużyły za podstawę teorii migracji, zgodnie z którą GSK, po raz pierwszy powstający w worku żółtkowym, konsekwentnie wypełnia przejściowe i ostateczne narządy krwiotwórcze, jako odpowiadające im formy mikrośrodowiska. W ten sposób ustalono pogląd, że generowanie GSK, początkowo zlokalizowanego w worku żółtkowym, służy jako komórkowa podstawa do ostatecznej hematopoezy.

Hematopoetyczne komórki rodne worka żółtkowego należą do kategorii najwcześniejszych komórek prekursorowych hemopozy. Ich fenotyp opisany jest wzorem AA4.1 + CD34 + c-kit +. W przeciwieństwie do GCS dojrzałego szpiku kostnego, nie wyrażają antygenów Sca-1 i cząsteczek MHC. Wydaje się, że pojawienie antygenów markerów na błonach powierzchniowych GSK woreczka żółtkowego przez hodowlę odpowiada ich różnicowania w czasie rozwoju embrionalnego z utworzeniem otwartych linii z hemopoezie: zmniejsza poziom ekspresji antygenu CD34 i Thy-1 zwiększa ekspresję CD38 i CD45RA pojawiają cząsteczek HLA-DR. W kolejnym wywołanej przez cytokiny i czynniki wzrostu in vitro ekspresji specjalizacji zaczyna antygenów specyficznych dla krwiotwórczych komórek progenitorowych w danej linii komórkowej. Jednak wyniki badania zarodkowych hematopoezy w przedstawicieli trzech klas kręgowców (płazów, ptaków i ssaków), w szczególności analiza pochodzenia HSC są odpowiedzialne za ostateczny hematopoezy w poporodowym ontogenezy, w przeciwieństwie do klasycznych pomysłów. Ustalono, że w reprezentatywach wszystkich klas badanych w embriogenezie powstają dwa niezależne regiony, w których powstają GSK. Pozazarodkowe „klasycznym” region reprezentowany woreczka żółtkowego lub jego analogów, a ostatnio zidentyfikowany intraembrionalnaya HSC obszar lokalizacji zawiera okołoaortalnych mezenchymy i AGM-obszarze. Dziś można stwierdzić, że płazy i ptaki ostateczne HSC pochodzące ze źródeł intraembrionalnyh, natomiast w ssaków i człowieka GSK części woreczka żółtkowego w ostatecznym hematopoezy jest nadal niemożliwe, aby całkowicie wyeliminować.

Zarodkowych hematopoezy w woreczka żółtkowego zasadniczo pierwotny erytropoezy, który charakteryzuje zachowanie jądra na wszystkich etapach dojrzewania i erytrocytów typu syntezy hemoglobiny płodowej. Według najnowszych danych, fala pierwotnej erytropoezy kończy się w worku żółtkowym w 8 dniu rozwoju embrionalnego. Następuje okres akumulacji ostatecznych komórek progenitorowych erytroidalnych - BFU-E, które powstają wyłącznie w worku żółtkowym i pojawiają się po raz pierwszy w dziewiątym dniu ciąży. Następny etap embriogenezy już tworzy ostateczne komórki progenitorowe erytroidalne - CFU-E, a także (!) Komórki tuczne i CFU-GM. Jest on oparty na istnieniu tego punktu widzenia, że ostateczne komórek progenitorowych powstać w woreczka żółtkowego, migrują poprzez krwiobieg, gromadzą się w wątrobie i szybko zainicjować pierwszą fazę intraembrionalnogo hematopoezy. Zgodnie z tymi widokami, SAC jaja można uznać, z jednej strony, w miejscu pierwotnej erytropoezy, a drugi - jako pierwsze źródło ostatecznych krwiotwórczych komórek prekursorowych w rozwoju embrionalnym.

Wykazano, że tworzących kolonie komórek o wysokim potencjale proliferacyjnej mogą być izolowane od sac żółtko jest już na 8. Dniu ciąży, czyli na długo przed zamknięciem systemu naczyniowego zarodka i woreczka żółtkowego. A komórki z worka żółtkowego o wysokim potencjale proliferacyjnym in vitro tworzą kolonie, których rozmiar i skład komórkowy nie różnią się od odpowiednich parametrów wzrostu hodowli komórek macierzystych szpiku kostnego. W tym samym czasie, z kolonii ponowne przeszczepy komórek pęcherzyka żółtkowego o wysokim potencjale proliferacyjnym utworzonych znacznie więcej tworzenia kolonii komórek i komórek potomnych multipotencjalnych komórek progenitorowych ze szpiku kostnego od krwiotwórczych komórek progenitorowych.

Ostateczna konkluzja o roli krwiotwórczych komórek macierzystych w żółtku sac ostatecznego hematopoezy może dać rezultaty, w którym autorzy uzyskali linię komórek śródbłonka woreczka żółtkowego (G166), które skutecznie wspierać jego proliferacji komórek z fenotypowych i funkcjonalnych cech HSC (AA4.1 + WGA +, niska gęstość i słabe właściwości adhezyjne). Zawartość tej ostatniej podczas uprawy na warstwie odżywczej komórek C166 wzrosła ponad 100 razy w ciągu 8 dni. Mieszane kolonie wzrastające na spodniej linii komórkowej S166, zidentyfikowano makrofagi, granulocyty, megakariocyty, monocytów i komórek blastycznych i komórek prekursorowych B i limfocytów T. Komórki woreczka żółtkowego, rosnące na podwarstwy komórek śródbłonka posiadają zdolność do rozmnażania się i trzymał w doświadczeniach autorów trzech fragmentach. Odzyskiwanie przez nie krwinek w dorosłej myszy z ciężki złożony niedobór odporności (SCID) towarzyszy tworzenie się wszystkich rodzajów leukocytów, a także limfocytów T i B. Jednak autorzy w swoich badaniach z użyciem komórek woreczka żółtkowego 10-dniowego zarodka, z którego system naczyniowy poza- i intraembrionalnye już zamknięta, że nie wyklucza obecność wśród komórek woreczka żółtkowego GSK intraembrionalnogo pochodzenia.

W tym samym czasie, analiza potencjału do różnicowania hematopoetycznych komórek wczesnych stadiach rozwoju, przed połączeniem wybranego systemu naczyniowego zarodka i pęcherzyka żółtkowego (8-8,5 dzień ciąży) wykazała obecność prekursorów komórek T i B w woreczka żółtkowego, ale nie w organizmie płodu . Metoda in vitro systemie hodowli dwuetapowego na monowarstwy nabłonka i podnabłonkowych komórek jednojądrzastych komórek grasicy różnicowano do woreczka żółtkowego pre-T i dojrzałe limfocyty T. W tych samych warunkach hodowli, lecz na monowarstwy zrębowych komórek wątroby i szpiku kostnego, komórek jednojądrzastych woreczka żółtkowego różnicowano do komórek pre-B i dojrzałych IglVT-B-limfocyty.

Wyniki tych badań sugerują możliwość rozwoju komórek układu odpornościowego z pozazarodkowej tkanki żółtko SAC formacji podstawowej T i liniach komórkowych B zależną od czynników krwiotwórczych zrębu mikrośrodowiska narządów zarodkowych.

Inni autorzy wskazują również, że komórki pęcherzyka żółtkowego z mocami zawiera limfatycznej różnicowanie i limfocyty utworzone nie różnią się od tych cech antygenowych w dojrzałych zwierząt. Stwierdzono, że komórki woreczka żółtkowego z 8-9-dniowego zarodka może przywrócić grasicy limfopoezy w atimotsitarnom wraz z pojawieniem się dojrzałego CD3 + CD4 + i CD8 + - + SDZ limfocytów posiadających urządzone repertuar receptorów limfocytów T. Zatem grasicy mogą być wypełniane przez komórki pochodzenia przydatków, ale jest to niemożliwe, aby wykluczyć możliwość migracji do grasicy komórek progenitorowych przez limfocyty T z intraembrionalnyh źródeł limfopoezy.

Jednakże przeszczepienie komórek krwiotwórczych pęcherzyka żółtkowego do napromieniowanych biorców dorosłych nie zawsze jest zakończone ponownego zasiedlania długo zniszczone strefy krwiotwórczych lokalizacja tkanki, komórki in vitro woreczka żółtkowego tworzą kolonie śledziony znacznie mniejsze niż komórki AGM strefy. W niektórych przypadkach, za pośrednictwem komórki pęcherzyka żółtkowego 9-dniowego zarodka jest nadal możliwe, w celu uzyskania długiego czasu (do 6 miesięcy) z odnową tkance krwiotwórczej napromieniowanych biorców. Autorzy uważają, że komórki żółtko sac fenotypie CD34 + c-Kit + przez ich zdolność do repopulate zniszczonych narządów krwiotwórczych, nie tylko nie różnią się od tych z AGM-regionu, ale także bardziej skutecznie przywrócić krwinek, jak w żółtku sac zawierały one prawie 37 razy więcej .

Należy zauważyć, że w doświadczeniach krwiotwórcze komórki pęcherzyka żółtkowego antygenami znacznik GSK (c-kit + i / lub CD34 + oraz CD38 +), które wprowadza się bezpośrednio do wątroby lub brzusznej żyły potomstwo samic myszy otrzymujących iniekcje busulfan do 18 dnia ciąży. W tych nowonarodzonych zwierząt własnych komórek szpikowych było ostro przygnębiony z powodu eliminacji krwiotwórczych komórek macierzystych spowodowanych busulfan. Po transplantacji HSC woreczka żółtkowego do miesięcy we krwi obwodowej osób otrzymujących zidentyfikować ciałka zawierające znacznika donora - glitserofasfatdegidrogenazu. Stwierdzono, że worek żółtka GSK obniżonej zawartości komórek limfatycznej białaczki i erytroidalnych liniach krwi, grasicy, śledzionie i szpiku kostnym, przy czym poziom chimeryzmu była wyższa w przypadku wewnątrzwątrobowych, a nie dożylnie komórki pęcherzyka żółtkowego. Autorzy sugerują, że HSC z woreczka żółtkowego zarodków wczesnych etapach rozwoju (do 10 dni) dla pomyślnego rozstrzygnięcia organów krwiotwórczych dorosłych odbiorców potrzebujących wstępnej współpracy z krwiotwórczego mikrośrodowiska wątroby. Możliwe jest, że w embriogenezy jest wyjątkowy etap rozwoju, gdy komórki woreczka żółtkowego, migrujące głównie w wątrobie, a następnie nabyć zdolność do kolonizacji zrębu narządów krwiotwórczych odbiorców dorosłych.

W tym względzie należy zauważyć, że chimeryzm komórek układu odpornościowego, często obserwuje się po przeszczepie szpiku kostnego do napromieniowanych biorców dojrzałych płciowo - w komórkach krwi dawcy ostatnie fenotypów w wystarczająco dużych ilościach występują pomiędzy B i limfocytów T i granulocytów odbiorcy, który trwa co najmniej 6 miesięcy.

Metody morfologiczne komórek krwiotwórczych u ssaków pierwszy wykryty na 7. Dniu rozwoju zarodkowego i prezentuje krwiotwórczych wysp naczyniach woreczka żółtkowego. Jednakże naturalne krwiotwórczych zróżnicowanie woreczka żółtkowego ogranicza erytrocytów zachowując podstawowe rdzenia i syntezy hemoglobiny płodowej. Jednak tradycyjnie uważano, że woreczek żółtkowy jest jedynym źródłem HSC migracji do krwiotwórczych narządy rozwijającego się płodu i zapewnić ostateczne hematopoezy u dorosłych zwierząt, ponieważ pojawienie się HSC w ciele zarodka jest zamknięcie układu naczyniowego zarodka i woreczka żółtkowego. Na poparcie tego punktu widzenia, na podstawie danych, które wywołują granulocytów i makrofagów, A in vivo klonowania w warunkach in vitro w komórkach pęcherzyka żółtkowego - kolonii śledziony. Następnie podczas przeszczepów stwierdzono, że komórki krwiotwórcze od woreczka żółtkowego, który w żółtku worka są w stanie odróżnić tylko do głównego czerwonych krwinek w mikrośrodowisku wątroby noworodka i dorosłego SCID, Myszy zdewastowanych grasicy lub zrębu podajnik nabywają zdolności zasiedlają narządy krwiotwórcze przywróceniu wszystkich linie hemopoezowe nawet u dorosłych zwierząt biorców. Zasadniczo pozwala to na zaklasyfikowanie ich jako prawdziwych GSK - jako komórek funkcjonujących w okresie poporodowym. Zakłada się, że woreczek żółtkowy, wraz z regionem AGM, źródło HSC do ostatecznego hematopoezy u ssaków, jednak jest wciąż niejasna ich wkład w rozwój układu krwiotwórczego. Biologiczny sens istnienia we wczesnej embriogenezie ssaków dwóch narządów krwiotwórczych o podobnych funkcjach również nie jest zrozumiały.

Poszukiwanie odpowiedzi na te pytania trwa nadal. In vivo nie wykazała obecności pęcherzyków żółtkowych zarodków 8-8,5 dzień w obniżaniu komórkowej limfopoezy sublethally napromieniowany SCID myszy z ciężkim niedoborem limfocytów T i B. Komórki krwiotwórcze worka żółtkowego wstrzykiwano zarówno dootrzewnowo, jak i bezpośrednio do tkanki śledziony i wątroby. Po 16 tygodniach, osoby określone TCR / CD34 \ CD4 + i CD8 +, limfocytów T i B-220 komórki + IgM + B oznaczony antrhgenami MHC dawcy. W ciele 8- 8,5-dniowe zarodki komórek macierzystych, zdolne do przywrócenia prawidłowego układu odpornościowego, autorzy nie znaleźli.

Pęcherzyka żółtkowego komórki krwiotwórcze posiadają duży potencjał proliferacyjny i są zdolne do długotrwałego samoreprodukcji in vitro. Niektórzy autorzy zidentyfikowali tych komórek jako podstawę dla długoterminowego Lin- (około 7 miesięcy), do generowania erytroidalnych komórek progenitorowych w odróżnieniu od komórek progenitorowych szpiku kostnego linii erytroidalnych pasażowanie dłuższy czas, duże kolonie wielkości, zwiększona wrażliwość na czynniki wzrostu i bardziej długotrwałej proliferacji. Ponadto, w odpowiednich hodowli komórek pęcherzyków żółtkowych, które w warunkach in vitro są formowane i progenitorowych serii limfatycznej.

Dane te sugerują żadnego źródła pęcherzyka żółtkowego GSK, w którym jest mniej wykorzystany i dlatego mają wielki potencjał proliferacyjną niż komórki macierzyste szpiku kostnego. Niemniej jednak, pomimo faktu, że worek jaja zawiera pluripotencjalne krwiotwórczych komórek progenitorowych, długotrwałe nośne różnych linii hematopoetycznych różnicowania in vitro jedynym kryterium przydatności GCW jest ich zdolność do zasiedlić przedłużone narządy krwiotwórcze biorcy, komórki krwiotwórcze, które są genetycznie niedoborem lub uszkodzone. Zatem kluczową kwestią jest to, czy pluripotencjalne komórki krwiotwórcze żółtka sac migracji i kolonizacji narządów krwiotwórczych oraz tselesoorbrazno zostać zmienione słynne dzieło, które wykazały ich zdolność do repopulate organów krwiotwórczych dojrzałych płciowo zwierząt z tworzeniem dużych linii hematopoetycznych. W zarodków ptaków w latach 70-tych zostały zidentyfikowane intraembrionalnye źródeł ostateczne HSC, który został już zakwestionował ustalone pojęcia o pochodzeniu przydatków GSK, w tym przedstawiciele innych grup kręgowców. W ciągu ostatnich kilku lat pojawiły się publikacje na temat obecności podobnych miejsc wewnątrzmięśniowych zawierających HSC u ssaków i ludzi.

Po raz kolejny możemy zauważyć, że podstawową wiedzę w tej dziedzinie jest niezwykle ważne dla praktycznego transplantacji komórek, a nie tylko pomóc określić preferowane źródło HSC, ale również w celu ustalenia specyfiki oddziaływania pierwotnych komórek krwiotwórczych z organizmów genetycznie zagranicznych. Wiadomo, że podawanie ludzkie krwiotwórcze komórki macierzyste wątroby płodu owce organogenezy zarodka w stadium prowadzi do produkcji chimerycznych zwierząt, krwi i szpiku kostnym są stabilnie ustalony od 3 do 5% ludzkich komórek krwiotwórczych. W tym przypadku, ludzkie HSC nie zmieniają kariotyp, przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiego tempa proliferacji i zdolność do różnicowania. Ponadto przeszczepione ksenogeniczne HSC nie koliduje z układem odpornościowym i fagocytowych komórkach organizmu gospodarza i nie przekształca się do komórek nowotworowych, które tworzą podstawę do intensywnego rozwoju sposobów wewnątrzmacicznego korekcji dziedzicznej choroby genetycznej stosując ERS lub Lin- transfekowane niedoborem genów.

Ale na jakim etapie embriogenezy bardziej odpowiednie jest przeprowadzenie takiej korekty? Komórki po raz pierwszy, postanowił hematopoezy u ssaków, pojawia się natychmiast po wszczepieniu (dzień 6 ciąży), gdy morfologiczne cechy krwiotwórczego różnicowania narządów krwiotwórczych oraz przypuszczalne nie są jeszcze dostępne. Na tym etapie, rozproszone komórki embrionalne myszy mogą zasiedlić narządy krwiotwórcze napromieniowanych biorców w celu wytworzenia erytrocytów i limfocyty, różne od komórek gospodarza lub hemoglobiny typu odpowiednio glitserofosfatizomerazy i dodatkowych markerów chromosomalnych (TB) komórek dawcy. U ssaków takich jak ptaki, wraz z woreczka żółtkowego zamknięciem całym złożu naczyń bezpośrednio do ciała zarodka w splanhnoplevre okołoaortalnych pojawiają komórek krwiotwórczych. Z obszaru AGM-przydzielonego komórek krwiotwórczych AA4.1 + fenotyp, zidentyfikowane jako wielokierunkowych krwiotwórczych komórek tworzących T i limfocyty B, granulocyty, megakariocyty, makrofagi i. Fenotypowo te multipotentne komórki progenitorowe są bardzo zbliżone do szpiku kostnego HSC dorosłych zwierząt (CD34 + c-kit +). Liczba multipotentnej AA4.1 + komórek spośród wszystkich powierzchni AGM komórek jest niewielka - nie więcej niż 1/12 część.

W ludzkim zarodku znaleziono również homologiczny region AGM, region intrembrionalny zawierający HSC. Ponadto u ludzi ponad 80% komórek multipotentnych o wysokim potencjale proliferacyjnym jest zawartych w ciele zarodka, chociaż takie komórki są obecne w worku żółtkowym. Szczegółowa analiza ich lokalizacji wykazała, że setki takich komórek składa się w zwarte grupy, które znajdują się w pobliżu śródbłonka ściany brzusznej aorty grzbietowej. Fenotypowo są to komórki CD34CD45 + Lin. Przeciwnie, w worku żółtkowym, jak również w innych narządach krwiotwórczych zarodka (wątroba, szpik kostny), takie komórki są pojedyncze.

W związku z tym, ludzkie zarodkowe AGM-region zawiera skupiska komórek krwiotwórczych, które są ściśle związane z aorty brzusznej grzbietowej śródbłonka. Ten kontakt może być odnalezione i poziom immunochemicznych - i skupiska komórek hematopoetycznych i komórek śródbłonka, ekspresję czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego, Flt-3, ligand i ich receptory, Flk-1 i STK-1, jak i jako czynnik transkrypcyjny komórek białaczki macierzystych. Pochodne mezenchymalne AGM-area reprezentowane gęste tyazhem zaokrąglone komórki znajdujące się wzdłuż tętnicy grzbietowej i ekspresję tenascyny C - glikoproteina substancję podstawową aktywnie uczestniczących w procesach interakcji komórka-komórka i migracji.

Multipotentne komórki macierzyste AGM-dzielnica po przeszczepie szybko przywrócić hematopoezy u dorosłych myszy i wystawiony przez długi czas (do 8 miesięcy) zapewniają skuteczną krwinek. W worku żółtkowym komórek o takich właściwościach autorzy nie ujawnili. Wyniki tego badania zostały potwierdzone przez innych prac, które wykazały, że wczesne etapy rozwoju zarodków (10,5 dni) regionu AGM jest jedynym źródłem komórek, które odpowiadają definicji GCW, szpikową i limfatyczną przywracającej krwinek u dorosłych napromieniowanych biorców.

Od AGM przyznane linii zrębu powierzchnia AGM-S3, które wspierają powstawanie komórek w hodowli CFU-GM popełnionych prekursorów, BFU-E, CFU-E i CFU typu mieszanego. Zawartość tej ostatniej podczas hodowli na podwarstwie zasilającym komórek AGM-S3 wzrasta od 10 do 80 razy. Dlatego w mikrośrodowiska AGM-Region obecnych komórek podścieliska, skutecznie wspierając krew, więc AGM-obszar może również służyć embrionalnych narządów krwiotwórczych - ostateczne źródło HSC, czyli GSK tworząc krwiotwórczych tkanki zwierzęcia dorosłego.

Zaawansowane immunofenotipirovanie składu komórkowego AGM-regionu wykazało, że znajdować się nie tylko multipotencjalnych komórek układu krwiotwórczego, ale także komórki zaangażowane w szpikową i limfatyczną (T i limfocyty B) różnicowania. Jednakże, gdy analiza molekularna indywidualnego CD34 + c-kit + komórek z AGM-regionu przy użyciu reakcji łańcuchowej polimerazy ujawnił aktywację tylko beta-globiny i mieloperoksydazy ale nie limfatycznych genów kodujących syntezę CD34, Thy-1 i 15. Częściowe specyficznych genów linii aktywacji typowe dla wczesne stadia ontogenetyczne powstawania komórek HSC i progenitorowych. Biorąc pod uwagę, że liczba kommiti- Rowan progenitorowych w AGM-kierunkowym 10-dniowego zarodka o 2-3 rzędy wielkości niższe niż w wątrobie, można stwierdzić, że w dniu 10 embrionalnego hematopoezy w ZWZ dopiero się zaczyna, a przede wszystkim linie hematopoetyczne są już stosowane w tym okresie.

Rzeczywiście, w przeciwieństwie do wcześniejszych (9-11 dni) krwiotwórczych komórek macierzystych woreczka żółtkowego i obszaru ZWZ, które odbudową populacji hematopoetycznych mikrośrodowiska noworodka, ale nie dorosła, hematopoetycznych komórek progenitorowych 12-17-dniowe wątroba płodu nie wymaga wczesne poporodowych mikrośrodowiska i narządów krwiotwórczych zajmują zwierzę dorosły nie jest gorszy niż noworodka. HSC po transplantacji płodowej wątroby dorosłego hematopoezy u myszy otrzymujących napromieniowanych była poliklonalna w przyrodzie. Ponadto, przy użyciu znakowanych kolonie pokazano, że działanie utworzonych klonów były całkowicie wypełnia wszystkie klonalna dziedziczenia, wykrywa się w szpiku kostnym dorosłego osobnika. Dlatego GSK wątroba płodu oznaczone jako bardzo łagodnych warunków, bez prestimulyatsii cytokin egzogennych, już podstawowe atrybuty dorosłych HSC nie potrzebne we wczesnym post-embrionalny mikrośrodowiska, w stan głębokiego odpoczynku po przeszczepie i zmobilizowane klonoobrazovanie sekwencyjnie zgodnie z modelem klonalnej rzędu.

Oczywiście powinniśmy bardziej szczegółowo omówić zjawisko klonalnej sukcesji. Erytropoeza powoduje przenoszenie komórek hemopoetycznych macierzystych o wysokim potencjale proliferacyjnym i zdolność różnicowania we wszystkich liniach zaangażowanych komórek macierzystych. Podczas normalnego natężenia hematopoezy większość macierzystych komórek krwiotwórczych znajduje się w stanie uśpienia i jest uruchomiony w celu proliferacji i różnicowania sekwencyjnego formowania kolejnych klonów. Proces ten nazywa się sukcesją klonalną. Eksperymentalne dowody na sukcesję klonalną w układzie krwiotwórczym uzyskano w badaniach z GSK oznaczonych retrowirusowym transferem genów. U dorosłych zwierząt hematopoeza jest utrzymywana przez wiele funkcjonujących jednocześnie klonów hemopoetycznych pochodzących z GSK. W oparciu o zjawisko sukcesji klonalnej opracowano podejście do identyfikacji GCS. Zgodnie z tą zasadą, odróżnić długotrwałe HSC (długoterminowe komórek układu krwiotwórczego macierzystych, LT-HSC), są w stanie przywrócić krwiotwórczych systemu kształcenia ustawicznego i krótkoterminowego HSC, do pełnienia tej funkcji przez ograniczony okres czasu.

Jeśli weźmiemy pod uwagę krwiotwórczych komórek macierzystych w zakresie repopulyatsionnogo podejście charakterystyczne krwiotwórczych płodowych komórek wątroby jest ich zdolność do tworzenia kolonii, które pod względem wielkości jest znacznie wyższe niż te ze wzrostem GSK krwi pępowinowej lub szpiku kostnego, a dotyczy to wszystkich rodzajów kolonii. Fakt ten wskazuje już na wyższy potencjał proliferacyjny komórek krwiotwórczych w zarodkowej wątrobie. Cechą krwiotwórczych komórek progenitorowych wątroby płodowej - krótszy, w porównaniu z innymi źródłami cyklu komórkowego, co jest ważne z punktu widzenia wydajności repopulacji hematopoezy w transplantacji. Analiza składu komórek krwiotwórczych zawiesiny otrzymanej ze źródeł dojrzałym organizmie, pokazuje, że przy wszystkich etapach ontogenezy komórek jądrzastych korzystnie reprezentowane końcowo zróżnicowanych komórek, liczbę i fenotyp, który zależy od wieku dawcy tkanki osobniczego krwiotwórczego. W szczególności, zawiesina komórek jednojądrzastych szpiku kostnego i komórek krwi pępowinowej o więcej niż 50% składa się z dojrzałych komórek limfoidalnych linii komórkowych, podczas gdy mniej niż 10% limfocytów występujących w hemopoetycznych płodowej tkanki wątroby. Ponadto mieloidalnych linii w płodowej wątrobie płodu i erytroidalnych korzystnie przedstawione dalej, podczas gdy w krwi pępowinowej i szpiku kostnego granulocytów-makrofagów przeważają elementy.

Ważne jest to, że zarodkowa wątroba zawiera pełny zestaw najwcześniejszych poprzedników hemopozy. Te ostatnie obejmują erytroidalne, granulopoetyczne, megakariopoetyczne i wieloliniowe komórki tworzące kolonie. Ich bardziej prymitywni przodkowie - LTC-IC - są zdolne do proliferacji i różnicowania in vitro przez 5 lub więcej tygodni, a także w celu utrzymania aktywności funkcjonalnej po wszczepieniu w organizmie biorcy w allogenicznych, a nawet ksenogenny przeszczep do zwierząt z niedoborem odporności.

Biologiczne wykonalności przewaga w płodowych komórek wątroby erytrocytów (do 90% wszystkich komórek krwiotwórczych) ze względu na konieczność zapewnienia erytrocytów masę szybko rośnie objętość krwi w rozwoju płodu. Erytropoezy wątroby płodu prekursorów erytroidalnych atomowych reprezentowanych różny stopień dojrzałości zawierającego hemoglobiny płodowej (a2u7), która ze względu na wyższe powinowactwo do tlenu zapewnia skuteczne wchłanianie drugi z krwi matki. Nasilenie erytropoezy w wątrobie płodu wiąże się z lokalnym wzrostem syntezy erytropoetyny (EPO). Warto zauważyć, że realizacja krwiotwórczego potencjału krwiotwórczego płodowych komórek wątroby wystarczająco obecność tylko erytropoetyny, a zaangażowania rodu na erytropoezę kostnego HSC szpiku i krwi pępowinowej wymaga połączenia z cytokin i czynników wzrostowych zawierających EPO, SCF, GM-CSF i IL-3. Na tym wczesnym hematopoetycznych komórek progenitorowych izolowanych z wątroby płodu bez receptorów dla EPO, nie reagują na egzogennej erytropoetyny. Do indukcji erytropoezy w zawiesinie płodowych komórek jednojądrzastych wątroby wymaga obecności bardziej zaawansowanych komórek eritropoetinchuvstvitelnyh o fenotypie CD34 + CD38 +, które wykazują ekspresję receptora EPO.

W literaturze nadal nie ma konsensusu co do powstawania hemopozy w okresie embrionalnym. Nie ustalono istnienie i funkcjonalne znaczenie zewnątrz- i intraembrionalnyh źródeł krwiotwórczych komórek progenitorowych. Jednak nie ma wątpliwości, że w embriogenezy ludzka wątroba jest centralnym organem hematopoezy i przez 6-12 tygodni ciąży jest podstawowym źródłem krwiotwórczych komórek macierzystych, które wypełniają śledziony, grasicy i szpiku kostnego, GDR osiągnięcia podobnych funkcji w okresie przed- i poporodowym rozwój.

Należy ponownie podkreślić, że wątroba embrionalna w porównaniu z innymi źródłami charakteryzuje się najwyższą zawartością HSC. Około 30% komórek CD344 zarodkowej wątroby ma fenotyp CD38. Jednocześnie liczba limfatycznych komórek prekursorowych (CD45 +) we wczesnych stadiach hematopoezy w wątrobie wynosi nie więcej niż 4%. Stwierdzono, że wraz z rozwojem płodu od 7 do 17 tygodnia ciąży liczba limfocytów B stopniowo rośnie wraz z miesięcznym "krokiem" o 1,1%, podczas gdy poziom GSC ulega ciągłemu zmniejszeniu.

Aktywność funkcjonalna hematopoetycznych komórek macierzystych zależy również od okresu rozwoju embrionalnego ich źródła. Badanie kolonii komórek wątroby aktywności tworzenia zarodków ludzkich 6-8 minut i 9-12 minut tygodniu ciąży, gdy hoduje się je w półstałym środowisku w obecności SCF, GM-CSF, IL-3, IL-6 i EPO wykazała, że całkowita liczba kolonii 1 , 5-krotnie wyższe podczas wysiewu zarodkowej wątroby HSV we wczesnym stadium rozwoju. W tym samym czasie, liczba komórek progenitorowych wątroby szpikowych jako CFU-GEMM co 6-8 tygodnie embriogenezy jest ponad trzy razy więcej po 9-12 tygodniach ciąży. Ogólnie, aktywność tworzenia kolonii krwiotwórczych komórek wątroby zarodków pierwszego trymestru ciąży była znacznie wyższa niż w drugim trymestrze płodowych komórek wątroby.

Powyższe dane wskazują, że wątroba płodu na początku embriogenezy charakteryzuje się nie tylko wysoką zawartość krwiotwórczych komórek progenitorowych, a jego komórki krwiotwórcze charakteryzują się szerokim zakresie różnicowania w różnych liniach komórkowych. Te cechy aktywności funkcjonalnej komórek macierzystych układu krwiotwórczego płodowych komórek wątroby może mieć znaczenie kliniczne, ponieważ ich cechy jakościowe umożliwiają Oczekiwany efekt terapeutyczny, gdy jest wyrażany Transplantation nawet małe ilości komórek uzyskanych we wczesnych stadiach ciąży.

Niemniej jednak problem liczby krwiotwórczych komórek macierzystych koniecznych do skutecznego przeszczepienia pozostaje otwarty i istotny. Podejmowane są próby rozwiązania tego problemu z wykorzystaniem wysokiego potencjału samoczynnego rozmnażania się komórek krwiotwórczych w zarodkowej wątrobie in vitro z ich stymulacją przez cytokiny i czynniki wzrostu. Przy stałej perfuzji w bioreaktorze wczesnego GSC zarodkowej wątroby, po 2-3 dniach na wyjściu możliwe jest uzyskanie liczby komórek hemopoetycznych macierzystych 15 razy wyższych niż ich wyjściowy poziom. Dla porównania należy zauważyć, że aby uzyskać 20-krotny wzrost wydajności krwi pępowinowej HSC w tych samych warunkach, potrzeba co najmniej dwóch tygodni.

Zatem, zarodkowa wątroba różni się od innych źródeł hematopoetycznych komórek macierzystych o wyższej zawartości zarówno zaangażowanych, jak i wczesnych hematopoetycznych komórek progenitorowych. W hodowli z płodowych komórek wątroby z czynników wzrostu o fenotypie CD34 + postaci CD45Ra1 CD71l0W 30 razy niż podobne kolonie komórek krwi pępowinowej i 90 razy więcej niż w szpiku kostnego HSC. Najbardziej widoczne w tych źródłach różnicy zawartości krwiotwórczych komórek progenitorowych tworzących kolonie mieszane - liczba CFU-GEMM w wątrobie płodu przekracza poziom we krwi pępowinowej i szpiku kostnego, odpowiednio, 60 i 250 godzinach.

Ważne jest to, że aż do 18 tygodnia rozwoju zarodkowego (podczas początku krwinek w szpiku kostnym) w realizacji funkcji hemopoetycznych dotyczy więcej niż 60% komórek wątroby. Ponieważ przed 13. Tygodniem rozwoju płodowego u ludzi są nieobecne grasicy i tymocytów odpowiednio transplantacji krwiotwórczych płodowych komórek wątroby 6-12 tygodniem ciąży znacznie zmniejsza ryzyko wystąpienia reakcji „przeszczep przeciwko gospodarzowi” i nie wymaga na wybór histocompatible dawcy, ponieważ umożliwia stosunkowo łatwe do osiągnięcia chimeryzm hemopoetyczny.