Матричные клетки

Матричные (вентрикулярные) клетки сосредоточены вблизи внутренней пограничной мембраны. Клетки активно размножаются, что сопровождается циклическим перемещением их ядер в пределах эпендимного слоя и изменением формы клеток (рис. 8-1). Закончившие пролиферацию клетки (нейробласты), а также потенциально способные к пролиферации глиобласты выселяются в плащевой слой. Часть вентрикулярных клеток остаётся in situ — будущая эпендима.

Стволовая нейральная клетка — пример соматических (региональных) стволовых клеток. Эта самообновляющаяся клетка даёт начало любому из главных клеточных типов нервной ткани, которые впоследствии функционируют в центральной и периферической нервной системе (рис. 8-2). Стволовые нейральные клетки содержат белок нестин. По мере специализации в них появляется новый белок виментин. Дифференцирующиеся в нейральном направлении клетки синтезируют специфические белки — нейрофиламентного триплета, b3–тубулин, енолазу и др. Глиальная специализация стволовой нейральной клетки характеризуется появлением других маркёров, например глиального фибриллярного кислого белка, белка S-100 и др. (рис. 8-2). Большое значение придают стволовым клеткам при лечении различных нейродегенеративных и неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, Альцхаймера, Хантингтона, мозжечковая атаксия, рассеянный склероз. При этом проявляется не только заместительный, но и трофический эффект трансплантата. Установление возможности дифференцировки стволовых кроветворных и стволовых стромальных клеток костного мозга в нейральном направлении позволяет их использовать как источник для восстановления структуры повреждённого мозга (рис. 8-3, 8-4). Важным является то, что пациент становится собственным донором, что предотвращает реакцию иммунологической несовместимости тканей. Для успешной пересадки стволовых клеток, независимо от области применения, важно сохранить их жизнеспособность. Для достижения этой цели весьма перспективной представляется модификация генома стволовых нейральных клеток. В этом направлении проводятся многочисленные исследования с трансфекцией генов нейротрофических факторов. После трансплантации трансфецированных клеток в организм реципиента эти факторы поддерживают выживание его нейронов, а также самих трансплантированных клеток.

Рис. 8-2. Модель последовательной генерации различных типов клеток в нервной системе.Стволовая нейральная клетка в развивающемся мозге даёт начало клеткам–предшественницам, дифференцировка которых ограничена двумя направлениями — нейрональным и глиальным. Показано прогрессивное ограничение потенций к дифференцировке в различных направлениях. В боксах указаны гены, экспрессируемые на каждой конкретной стадии дифференцировки. [125]

Рис. 8-3. Эмбриональная стволовая клетка даёт начало региональным стволовым клеткам, в данном случае стволовой нейральной и стволовой кроветворной клетке. Показана возможность взаимных переходов этих предшественников, что обозначается термином «трансдифференцировка»: стволовая нейральная клетка может трансдифференцироваться в кроветворном направлении, а стволовая кроветворная клетка способна трансдифференцироваться в нейральном направлении. [143]

Рис. 8-4. Концепция мигрирующих стволовых клеток предполагает возможность их перемещения во внутренней среде организма, например током крови. Специальные факторы, обеспечивают хоминг стволовых клеток в мозге [инсулиноподобный фактор роста b1 (IGFb1), мозговой нейротрофический фактор (BDNF), трансформирующий фактор роста a (TGFa), нейротрофин 4/5 (NT 4/5), тирозинкиназа trkB,Gliomas и др.]. Стволовые клетки, пришедшие в мозг, под влиянием другой группы факторов [факторы роста фибробластов (FGF), молекула Sonic hedgehog (Shh), морфогенетический белок кости 4 (BMP4), эпидермальный фактор роста (EGF) и др.] размножаются и продвигаются по нейральным дифферонам. В итоге они дифференцируются в нейроны различных типов, которые характеризуются экспрессией специфических генов нейральной дифференцировки (белки нейрофиламентного триплета, b3–тубулин, тирозингидроксилаза, даблкортин и др.). Возможность нейральной дифференцировки из других региональных стволовых клеток (например, из стволовой кроветворной клетки) считается экспериментально доказанной, что может найти применение в клинике для замещения дефектов мозга. [153]

Клетки–предшественницы

Нейробласты — клетки с большим округлым ядром, плотным ядрышком и бледной цитоплазмой — дают начало всем нейронам ЦНС. Нейроны — классический пример клеток, относящихся к статической популяции. Ни при каких условиях они in vivo не способны к пролиферации и обновлению. Обонятельные нейроны (происходят из обонятельных плакод) эпителиальной выстилки носовых ходов — единственное известное исключение.

Глиобласты — предшественники макроглии [астроциты и олигодендро(глио)циты]. Все типы макроглии способны к пролиферации.