Регуляторы межклеточного взаимодействия

Цитокины — эндогенные регуляторные пептиды, продуцируемые практически всеми ядросодержащими клетками организма, причем гены некоторых цитокинов экспрессируются во всех без исключения клетках организма. В настоящее время известно более 30 цитокинов.

Классификация цитокинов:

Общие закономерности функционирования системы цитокинов:

1. Синтез большинства цитокинов индуцируется, в покоящейся клетке синтезируются только небольшое количество ИЛ-12 и ИЛ-15.
2. Действие цитокинов локально, цитокины практически не поступают в системный кровоток. Только при интенсивных и длительных воспалительных процессах в крови накапливаются ИЛ-1, ФНОα, ИЛ-6, при миеломе — ИЛ-6, при ряде опухолей — ИЛ-10.
3. Цитокины синтезируются на протяжении небольшого периода времени (от 1–2 суток до 6 суток) и быстро выводятся из организма (от нескольких минут до нескольких часов).
4. Каждый тип клеток иммунной системы способен продуцировать несколько цитокинов, и каждая разновидность может секретироваться разными клетками.
5. Один и тот же цитокин может выполнять несколько функций (плейотропность эффектов), а одна и та же функция (действие) может выполняться разными цитокинами (взаимозаменяемость).

Выработка цитокинов со сходным спектром активности осуществляется разными типами клеток.

• получение не требует использования человеческих бластоцист, которые остаются невостребованными после процедуры ЭКО, что снимает этические проблемы;
• в перспективе могут быть получены рутинными методами из клеток любого пациента, что снимает проблемы иммунологической совместимости.
• интерлейкины (ИЛ) со сложившимися исторически порядковыми номерами;
• интерферон;
• факторы некроза опухолей (ФНО) — ФНОα и ФНОβ; – колониестимулирующие факторы (КСФ);
• хемокины и некоторые другие.

Общие закономерности функционирования системы цитокинов:

1. Синтез большинства цитокинов индуцируется, в покоящейся клетке синтезируются только небольшое количество ИЛ-12 и ИЛ-15.
2. Действие цитокинов локально, цитокины практически не поступают в системный кровоток. Только при интенсивных и длительных воспалительных процессах в крови накапливаются ИЛ-1, ФНОα, ИЛ-6, при миеломе — ИЛ-6, при ряде опухолей — ИЛ-10.
3. Цитокины синтезируются на протяжении небольшого периода времени (от 1–2 суток до 6 суток) и быстро выводятся из организма (от нескольких минут до нескольких часов).
4. Каждый тип клеток иммунной системы способен продуцировать несколько цитокинов, и каждая разновидность может секретироваться разными клетками.
5. Один и тот же цитокин может выполнять несколько функций (плейотропность эффектов), а одна и та же функция (действие) может выполняться разными цитокинами (взаимозаменяемость). Выработка цитокинов со сходным спектром активности осуществляется разными типами клеток.
6. При действии цитокина сигнал внутрь клетки проводится путем взаимодействия со специфическими клеточными рецепторами.

Ростовые факторы — это группа белковых молекул, влияющих на дифференцировку, пролиферацию клеток.

К ростовым факторам широкого спектра действия относят:

• инсулиноподобные факторы;
• факторы роста фибробластов (FGF);
• эпидермальный фактор роста (EGF);
• тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и др.

Многие типы стволовых клеток способны длительное время находиться в состоянии покоя, в результате чего они редко делятся и имеют поэтому большую продолжительность клеточного цикла. Это относится, например, к стволовым клеткам кожи и крови. В эпидермисе мыши можно выделить как минимум две субпопуляции клеток, различающихся по скорости пролиферации. Большая по размеру субпопуляция включает активно пролиферирующие транзиторные клетки с более коротким клеточным циклом.

Средняя продолжительность клеточного цикла этой субпопуляции составляет около 120 часов, а второй субпопуляции стволовых клеток - около 200 часов. Сложность определения параметров клеточного цикла стволовых клеток заключается в том, что многие из них выходят из цикла в состояние покоя на длительный срок. Моррис и Поттен установили, что в дорсальном эпидермисе и волосяных фолликулах взрослых мышей стволовые клетки могут находиться в покое в течение 8-10 недель.

Благодаря такой структуре клеточной популяции в организме удается поддерживать гомеостаз эпидермиса за счет очень небольшого числа делений стволовых клеток. Транзиторные клетки проходят несколько делений, находясь в базальном слое эпидермиса, прежде чем дают начало комитированным клеткам, которые переходят в супрабазальные слои эпидермиса, выходят из клеточного цикла и терминально дифференцируются.

Это обеспечивает быстрое обновление эпидермиса при относительно небольшом числе делений стволовых клеток. В других случаях стволовые клетки могут иметь очень короткий цикл. Например, пролиферативный цикл стволовых клеток крипты тонкого кишечника равен приблизительно 24 часам. В общем, можно сказать, что в тканях взрослого организма стволовые клетки пролиферируют сравнительно медленно, но это не является обязательным свойством стволовых клеток.

Экспериментально определить продолжительность пребывания некоторых стволовых клеток в состоянии покоя трудно, однако имеющиеся данные позволяют заключить, что некоторые стволовые клетки могут находиться в покое исключительно длительное время. Учитывая пролиферативные характеристики, можно представить себе следующую иерархию стволовых и транзиторных клеток.

В ткани имеется некоторое число стволовых клеток, которые находятся в глубоком покое и делятся редко. Лишь когда внешние воздействия или общий недостаток стволовых клеток вызывают их мобилизацию, стволовые клетки начинают пролиферировать. Кроме того, имеется достаточно много активно пролиферирующих, обычно короткоживущих стволовых клеток, которые образуют большое число транзиторных клеток, производящих в свою очередь дифференцированные клетки.