Гетерогенность популяции стволовых клеток

Стволовые клетки каждой ткани оказываются во многих отношениях гетерогенными, что можно рассматривать как генетически обусловленное свойство популяции, обеспечивающее ей устойчивость к неблагоприятным внешним воздействиям. Изучение кроветворения показало, что существуют короткоживущие и долгоживущие гематопоэтические стволовые клетки, то есть некоторые стволовые клетки имеют ограниченную продолжительность жизни, тогда как определенная группа стволовых клеток может сохраняться на протяжении всей жизни организма.

Обнаружена функциональная гетерогенность гематопоэтических стволовых клеток по их способности защищать мышей, получивших летальную дозу облучения. Покоящиеся стволовые клетки обладают более высокой защитной способностью, чем активно пролиферирующие клетки. Гетерогенность также наблюдается и в экспрессии маркеров. Например, длительное время считали, что стволовые гематопоэтические клетки обязательно несут маркер CD34+, однако было доказано, что и клетки CD34- также могут быть стволовыми. В коже могут одновременно находиться стволовые клетки, обладающие разным пролиферативным потенциалом.

Долгое время существовало убеждение, что уровень дифференциации стволовых клеток взрослого организма остается неизменным, но постепенно стали появляться сведения о том, что биология стволовой клетки гораздо сложнее, чем предполагалось ранее. Было установлено, например, что стволовые клетки костного мозга способны не только восстанавливать кроветворение, но также находить новые ниши и дифференцироваться в клетки других органов: печени, мозга, скелетных мышц и сердца.

Стволовые мезенхимные клетки, выделенные из костного мозга, могут дифференцироваться практически во все типы соматических клеток. В связи с этим было предположено, что стволовые клетки представляют собой не столько конкретные клетки, сколько биологическую функцию.

Однако есть авторы, считающие, что такое расширенное толкование феномена стволовых клеток пока еще преждевременно. По-видимому, статус стволовых клеток должен постоянно поддерживаться за счет поступающих в клетки сигналов и синтеза определенных белков. Микроокружение производит сигналы, определяющие поведение стволовых клеток.

Например, нейральные стволовые клетки присутствуют в разных отделах мозга, но реализуют эту возможность только клетки, локализованные в определенных участках. В то же время фактор роста фибробластов (FGF-2) может активировать латентные нейральные стволовые клетки из разных участков взрослого мозга. В связи с этим направление дифференциации потомков стволовых клеток может определяться сигналами, которые создаются в каждой конкретной нише.

За последнее время увеличилось число сообщений, согласно которым стволовые (или подобные им) клетки могут быть выделены из разнообразных тканей взрослого организма. Причем эти клетки способны мигрировать в поврежденные участки тканей и стимулировать репарацию дефекта либо путем дифференциации в клетки этих тканей, либо путем создания микроокружения, усиливающего репарацию эндогенных стволовых клеток. Проблема пластичности стволовых клеток в настоящее время активно обсуждается.