Хематопоетични стволови клетки от жълтъчната торбичка

Очевидно е, че различни пролиферативно и диференциация на хематопоетични стволови клетки ефикасност поради особеностите на тяхната онтогенетичната развитие, тъй като в процеса на онтогенеза в човешкия промяна дори локализацията на основните области на хематопоеза. Хематопоетичните прогениторни клетки на жълтъчната торбичка на плода са ангажирани с образуването на изключително еритропоетична клетъчна линия. След миграция на първична GSK към черния дроб и далака в микросредата на тези органи, спектърът на линиите на комисията се разширява. По-специално, хематопоетичните стволови клетки придобиват способността да генерират лимфоидни линии. В пренаталния период хематопоетичните прекурсорни клетки достигат до зоната на крайно локализиране и колонизират костния мозък. В процеса на развитие на плода в кръвта на плода се съдържа значителен брой стволови хематопоетични клетки. Например, на 13-та седмица от бременността, нивото на HSC достига 18% от общия брой мононуклеарни кръвни клетки. В бъдеще има постепенно намаляване на съдържанието им, но дори преди раждането количеството на HSC в пъпната връв се различава малко от броя им в костния мозък.

Според класическата идеи, естествен промяна в локализирането на хематопоезата по време на ембрионалното развитие на бозайници се провежда чрез миграцията и прилагането на нова микросреда плурипотентни хематопоетични стволови клетки - от жълтъчната торбичка в черния дроб, далака и костния мозък. От ранните етапи на ембрионалното развитие на хематопоетичната тъкан съдържа голям брой на стволови клетки, което намалява бременността, най-обещаващите за получаване на хематопоетични стволови клетки се счита хематопоетични зародишна чернодробна тъкан, изолирана от abortnogo материал на 5-8 седмици на бременността.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]

Произходът на хематопоетичните стволови клетки

Фактът, че ембрионалното образуване на еритроцитите произлиза от кръвните острови на жълтъчната торбичка, е извън съмнение. Въпреки това, ин витро диференциация на хематопоетични потенциал х жълтъчната торбичка клетки е много ограничен (те се диференцират предимно еритроцити). Трябва да се отбележи, че трансплантацията на хемопоетични стволови клетки от жълтъчната торбичка не е в състояние да възстанови хемопоеза за дълго време. Оказа се, че тези клетки не са предшественици на GSK на възрастен организъм. Вярно GSK се появи по-рано, при 3-5 седмици феталното развитие, в зоната на образуване на стомашна тъкан и ендотелиума на кръвоносните съдове (paraaortic splanchnopleura, P-SP), и на мястото на отметките аорта гонадата и първична бъбречна - в областта или така mesonephros наречена AGM-област. Доказано е, че клетките AGM-област са не само източник на HSC, но ендотелните клетки на кръвоносните съдове, и остеокластите, процесите, свързани с костното образуване. На 6-ти гестационна седмица началото на хемопоетични стволови клетки от AGM-област пътуване до черния дроб, който е основната кръвообразуващите органи на плода преди раждането.

Тъй като този момент е изключително важен от гледна точка на клетъчната трансплантация, проблемът с произхода на HSC в процеса на човешката ембриогенеза заслужава по-подробно изложение. Класическата идеята, че хемопоетичните стволови клетки на бозайници и птици, получени от източник на кожните придатъци, въз основа на изследвания Меткалф и Мур, който за първи път се използва техники за клониране на GSK и техните потомци, изолиран от жълтъчната торбичка. Резултатите от работата им послужиха за основа на теорията за миграцията, според които GSK, първо се появява в жълтъчната торбичка, последователно заема преходни и окончателни хемопоетични органи в процеса на формиране на съответните им микросреда. Така се установява, че генерирането на GSK, първоначално локализирано в жълтъчната торбичка, служи като клетъчна основа за окончателна хематопоеза.

Хематопоетични прогениторни клетки на жълтъчната торбичка са сред най-ранните хемопоетични стволови клетки. Техният фенотип е описан с формула AA4.1 + CD34 + c-kit +. За разлика от HSCs зрели костен мозък, те не експресират антигените Sca-1 и МНС молекулата. Изглежда, че появата на маркерни антигени на повърхността мембрани на GSK жълтъчната торбичка от култивиране съответства на тяхната диференциация по време на ембрионалното развитие с образуване на извършени линии на хемопоезата: намалява нивото на експресия на CD34 антиген и Thy-1 се увеличава експресията на CD38 и CD45RA, изглежда HLA-DR молекули. В последващото, индуцирано от цитокини и растежни фактори, ин витро експресиране на специализация започва антигени, специфични за хематопоетични прогениторни клетки на специално клетъчна линия. Въпреки това, резултатите от изследването на ембрионални хемопоеза в представители на три класа гръбначни (земноводни, птици и бозайници), и по-специално, анализ на произхода на HSCs са отговорни за окончателно хемопоеза при следродилна онтогенезата, противно на класическите идеи. Установено е, че представителите на всички по-горе класове в ембриогенезата образувани две независими зони, които изпитват GSK. Екстраембрионалната "класически" област представени жълтъчната торбичка или неговите аналози, а напоследък идентифицираните intraembrionalnaya HSC локализация зона включва пара-аортна мезенхим и AGM-област. Днес може да се твърди, че земноводните и птици окончателни HSCs получени от intraembrionalnyh източници, докато в бозайници и хора GSK част на ВАС жълтък в окончателно хемопоеза все още е невъзможно да се елиминира напълно.

Ембрионални хематопоеза в жълтъчната торбичка е по същество основната еритропоезата, която се характеризира със запазване на ядрото на всички етапи от еритроцитите съзряване и вид на синтез фетален хемоглобин. Според последните данни вълната от първична еритропоеза завършва в жълтъчната торбичка на 8-ия ден от ембрионалното развитие. Следва период на натрупване на окончателни еритроидни прогениторни клетки - BFU-E, които се образуват изключително в жълтъчната торбичка и се появяват за първи път на 9-ия ден от бременността. Следващият стадий на ембриогенеза вече образува окончателните еритроидни прогениторни клетки - CFU-E, както и (!) Мастните клетки и CFU-GM. Тя се основава на съществуването на тази гледна точка, че окончателните прогениторни клетки възникват в жълтъчната торбичка, мигрират през кръвния поток, се натрупват в черния дроб и бързо започване на първата фаза intraembrionalnogo хемопоеза. Според тези представяния, жълтъчната торбичка може да се счита, от една страна, като мястото на първичния еритропоезата, а другият - като първи източник на окончателни хематопоетични прекурсорни клетки в ембрионалното развитие.

Показано е, че образуващи колонии клетки с висок пролиферативен потенциал могат да бъдат изолирани от жълтъчната торбичка е вече на 8-ия ден на бременността, т.е. Дълго преди затварянето на съдовата система на ембрион и жълтък торбичка. Освен това, получен от жълтък торбичка с висок пролиферативен потенциал ин витро образуващи колонии клетки, размера и клетъчен състав, който не се различават от съответните параметри на растеж на култура от костен мозък стволови клетки. В същото време, с колония ретрансплантация жълтъчната торбичка клетки с висок пролиферативен потенциал образуват значително по-образуващи колонии клетки и дъщерните мултипотентни стволови клетки от костен мозък с хематопоетични прогениторни клетки.

Крайният извод за ролята на хематопоетични стволови клетки в жълтъчната торбичка окончателно хематопоезис може да даде резултати, в която авторите получени линия на ендотелни клетки от жълтък торбичка (G166), които ефективно да поддържат клетъчния пролиферация с фенотипните и функционалните характеристики на HSC (AA4.1 + WGA +, слаба плътност и слаби адхезивни свойства). Съдържанието на късно, когато се култивират върху слой поддържащи клетки в S166 в продължение на 8 дни се увеличили повече от 100 пъти. Смесените колонии отгледани върху подложката на клетъчна линия S166, бяха идентифицирани макрофаги, гранулоцити, мегакариоцити, моноцити и бластни клетки, и прекурсорни клетки на В и Т лимфоцити. Жълтъчната торбичка клетки, растящи върху подслой на ендотелните клетки притежават способността да се проведе и възпроизвеждат в експериментите на авторите на три пасажи. Възстановяване през тях хематопоезата на възрастни мишки с тежка комбинирана имунна недостатъчност (SCID) придружава от образуване на всички типове левкоцити, както и Т и В лимфоцити. Въпреки това, авторите на изследванията си, използвайки клетки от жълтък сак на 10-дневен ембрион, от който извънкласни и intraembrionalnye съдовата система вече е затворена, че не изключва присъствието сред клетките на жълтъчната торбичка GSK intraembrionalnogo произход.

В същото време, анализ на потенциала диференциация на хематопоетични клетки на ранните етапи на развитие, преди комбиниране избрания съдовата система на ембриона и жълтъчната торбичка (8-8,5 ден на бременността) показва наличието на прекурсори на Т и В клетки в жълтъчната торбичка, но не и в тялото на ембриона , Ин витро метод на два етапа система култивиране на монослой от епителни и субепителни клетки от мононуклеарни клетки тимус бяха диференцирани в жълтъчната торбичка на предварително Т и зрели Т-лимфоцити. При същите условия на култивиране, но на монослой от стромални клетки на черния дроб и костен мозък, мононуклеарни клетки на жълтъчната торбичка бяха диференцирани в пре-В клетки и зрели IglVT-В-лимфоцити.

Резултатите от тези изследвания предполагат възможността за развитие на клетки на имунната система от екстраембрионалната жълтъчната торбичка тъкан, образуване на първичен Т и В клетъчни линии, в зависимост от фактори хематопоетични стромален микросреда на ембрионални органи.

Други автори са показали също, че жълтъчната торбичка клетки с потенции съдържа лимфоидна диференциация, и формира лимфоцити не се различават от тези антигенни характеристики в зрели животни. Установено е, че клетки на жълтък сак на 8-9 дни ембриони могат да възстановят тимусен лимфопоезисно в atimotsitarnom с появата на зрелия CD3 + CD4 + - и CD8 + SDZ + лимфоцити, притежаващи декорирана репертоар на Т-клетъчни рецептори. По този начин, тимуса може да бъде попълнена от клетки на кожните придатъци произход, но не е възможно да се изключи възможността на миграция на тимуса прогениторни клетки от Т лимфоцити от intraembrionalnyh източници лимфопоезисно.

Въпреки това, трансплантация на хематопоетични клетки в жълтъчната торбичка облъчени получатели възрастни не винаги е завършено повторно заселване дълго разрушени зони хематопоетична тъкан локализация на ин витро клетки на жълтъчната торбичка образуват далачни колонии много по-малки от клетките AGM-област. В някои случаи, чрез жълтъчната торбичка клетки 9-дневен ембрион все още е възможно да се постигне дългосрочно (до 6 месеца) повторно заселване на хематопоетичната тъкан облъчени получателите. Авторите смятат, че клетките на жълтъчната торбичка фенотип CD34 на + C-комплект + от способността им да се заселят отново разрушените кръвообразуващите органи, не само не се различават от тези на AGM-региона, но също така и по-ефективно възстановяване на кръвообразуването, както и в жълтъка торбичка те съдържат почти 37 пъти по- ,

Трябва да се отбележи, че в експерименти, хематопоетични клетки на жълтъчната торбичка с маркерни антигени GSK (с-кит + и / или CD34 + и CD38 +), които се поставят директно в черния дроб или коремната вена потомството на женски мишки получаващи инжекции с бусулфан до 18 дни от бременността. В тези новородени животни собствен миелопоезата остро депресиран поради премахването на хемопоетични стволови клетки, причинени от бусулфан. След трансплантацията, HSCs на жълтък торбичка за месеца и в периферната кръв на получателите идентифицирани телца, съдържащи донор маркер - glitserofasfatdegidrogenazu. Установено е, че жълтък сак на GSK намалено съдържание на лимфоидни клетки, миелоидна и еритроидни линии на кръв, тимуса, далака и костния мозък, където нивото на химеризъм беше по-висок в случай на интрахепаталните, не интравенозни жълтъчната торбичка клетки. Авторите предполагат, че HSCs на жълтък сак на ембриони ранните етапи на развитие (до 10 дни) за успешното решаване на хемопоетичните органи на възрастни реципиенти, нуждаещи се от предварителна сътрудничество с хемопоетични микросредата на черния дроб. Възможно е в ембриогенезата има уникален етап на развитие, когато клетките на жълтъчната торбичка, мигриращи предимно в черния дроб, а след това придобиват способността да колонизират стромата формиране органи на възрастни реципиенти.

В тази връзка трябва да се отбележи, че химеризъм на клетките на имунната система често се наблюдава след трансплантация на клетки от костен мозък в облъчени получатели полово зрели - в кръвните клетки на донора последните фенотипове в достатъчно големи количества се намират между В- и Т-лимфоцити и гранулоцити получател, който продължава най-малко 6 месеца.

Морфологични методи хемопоетични клетки при бозайниците първи открити на 7-мия ден от ембрионалното развитие и представя хемопоетични островите, разположени в съдовете на жълтъчната торбичка. Обаче, естествено хематопоетични диференциация в жълтъчната торбичка се ограничава първични еритроцити консерванти сърцевина и синтезиращи фетален хемоглобин. Въпреки това, по традиция се е смятало, че жълтъчната торбичка е единственият източник на КЗС вътрешната миграция към кръвообразуващите органи на развитието на плода и да осигури окончателно хемопоеза при възрастни животни, тъй като появата на КЗС в тялото на ембриона е затварянето на съдовата система на ембриона и жълтък торбичка. В подкрепа на тази гледна точка, съгласно данни, които в ин витро клониране на клетки на жълтъчната торбичка пораждат гранулоцити и макрофаги, а ин виво - колонии от далак. След това по време на опитите за трансплантация е установено, че хематопоетичните клетки на жълтъчната торбичка, която в жълтъчната торбичка са способни да се диференцират само в първичните червените кръвни клетки в микросредата на черния дроб на новороденото и възрастни SCID-мишки опустошен тимус или стромален захранващото придобиват способността да населят хематопоетични органи с възстановяване на всички линии на хемопоеза дори при възрастни реципиенти животни. По принцип, това може да ги приписва на категорията на истински GSK - като клетка функциониране и в послеродовия период. Предполага се, че ВАС жълтък, заедно с AGM региона, източник на HSCs за окончателно хемопоеза в бозайници, обаче, все още е неясно за приноса им към развитието на кръвотворната система. Аз не разбирам биологичният смисъл и съществуването в ранната ембриогенеза на бозайници, две кръвотворните органи с подобни функции.

Търсенето на отговори на тези въпроси продължава. Ин виво не успя да се докаже наличието на жълтъчната торбичка на ембриони 8-8,5-ден клетка лимфопоезисно за намаляване Сублетално облъчени SCID-мишки с тежък дефицит на Т и В лимфоцити. Хематопоетичните клетки на жълтъчната торбичка се инжектират както интраперитонеално, така и директно в тъканта на далака и черния дроб. След 16 седмици, получатели идентифицирани TCR / CD34 \ CD4 + и CD8 + Т-лимфоцити и В-220 + IgM + В клетки белязан antrhgenami донор МНС. В тялото, 8-8,5-дневни ембриони от стволови клетки, способни да възстановят имунната система, авторите не откриха.

Хематопоетичните клетки на жълтъчната торбичка имат висок пролиферативен потенциал и са способни на продължителна самовъзпроизвеждане in vitro. Някои автори са идентифицирани тези клетки като основа за дългосрочно HSC (около 7 месеца) генерирането на еритроидни прогениторни клетки различни от костен мозък прогенитори на еритроиден ред пасажи по-голяма продължителност, голям размер колонии, повишена чувствителност към растежни фактори и по-продължително пролиферация. Освен това, при подходящи за култивиране на жълтъчната торбичка клетки ин витро условия са оформени и потомствени клетки от серията лимфоидна.

Тези данни предполагат, общ източник на жълтъчната торбичка GSK, където по-малко от извършеното и следователно имат голям пролиферативен потенциал от костен мозък стволови клетки. Въпреки това, въпреки факта, че жълтъчната торбичка съдържа плурипотентни хематопоетични прогениторни клетки, дългосрочно поддържащи различни линии на хематопоетични диференциация ин витро, единственият критерий за полезността на GCW е тяхната способност да населят продължителни хематопоетични органи на получателя, хематопоетични клетки, които са генетично дефицитни или повреден. По този начин, ключовият въпрос е дали плурипотентни хемопоетични клетки на жълтъчната торбичка мигрират и колонизират хемопоетични органи и tselesoorbrazno бъдат преразгледани известната творба, която демонстрира способността си да се заселят отново на кръвотворните органи на полово зрели животни с формирането на основните хемопоетични линии. В ембриони на птици в 70-те години са били идентифицирани intraembrionalnye източници окончателно КЗС, че вече е поставена под съмнение установените представи за произхода на кожните придатъци GSK, включително представители на други класове гръбначни животни. През последните няколко години имаше публикации за наличие на бозайници и хора, подобни intraembrionalnyh сайтове, съдържащи GSK.

За пореден път ние отбелязваме, че фундаменталните знания в тази област е изключително важно за практическо клетъчна трансплантация, тъй като не само се помогне за определяне на предпочитан източник на КЗС, но също така да се установят особеностите на взаимодействие на първични хемопоетични клетки от генетично чужди организми. Известно е, че прилагането на човешки хематопоетични стволови клетки в ембрионален черен дроб овце органогенезата ембриони в етап води до производство на химерни животни, кръвта и костния мозък са стабилно определи от 3 до 5% на човешки хематопоетични клетки. В този случай, човешки HSCs не променят своята кариотип, като същевременно се поддържа високо ниво на разпространение и способността да се диференцират. В допълнение, трансплантирани ксеногенна ХСК не противоречи на имунната система и фагоцитни клетки на организма гостоприемник и не се превръща в туморни клетки, които формират основата на интензивно развитие на методите за вътрематочно корекция на наследствен генетично заболяване използване ЕСС или HSCs трансфектирани с дефицит на гени.

Но на какъв етап от ембриогенезата е по-подходящо да се извърши подобна корекция? Клетки за първи път, решени да хемопоеза при бозайниците се появяват веднага след имплантацията (ден 6 от бременността), когато морфологичните характеристики на хемопоетични диференциация и предполагаемите хемопоетични органи все още не са на разположение. На този етап, разпръснати миши ембрионални клетки могат да населят хематопоетични органи облъчени получателите да образуват еритроцити и лимфоцити, различни от гостоприемниковите клетки или хемоглобина типа съответно glitserofosfatizomerazy и допълнителна хромозомна маркер (ТВ) на донорни клетки. При бозайниците, като птици, заедно с жълтък торбичка за затваряне на общата съдово легло директно в тялото на ембриона в пара-аортна splanhnoplevre на появи хематопоетични клетки. От AGM-разпределена площ хематопоетични клетки AA4.1 + фенотип, идентифицирани като мултипотентни хематопоетични клетки, които Т- и В-лимфоцити, гранулоцити, мегакариоцити и макрофаги. Фенотипно, тези мултипотентни стволови клетки са много близки до HSCs костен мозък при възрастни животни (CD34 + с-кит +). Броят на мултипотентния AA4.1 + клетки сред всички AGM-клетъчна площ е малък - те не са повече от 1/12 част от нея.

В човешкия ембрион също е намерен хомоложен AGM-регион на животните, интрадебрионна област, съдържаща HSC. Освен това при хората повече от 80% от мултипотентните клетки с висок пролиферативен потенциал се намират в тялото на ембриона, въпреки че такива клетки присъстват в жълтъчната торбичка. Подробният анализ на локализацията им показва, че стотици такива клетки се сглобяват в компактни групи, разположени в непосредствена близост до ендотела на вентралната стена на дорзалната аорта. Фенотипно, те са CD34CD45 + Lin клетки. Напротив, в жълтъчната торбичка, както и в други хематопоетични органи на ембриона (черен дроб, костен мозък), тези клетки са единични.

Следователно, човешки ембрионални AGM-област съдържа групи от хематопоетични клетки, които са тясно свързани с коремна аорта дорзалната ендотела. Този контакт може да се проследи и имунохимичен ниво - и клъстери на хематопоетични клетки и ендотелни клетки, експресиращи съдов ендотелен растежен фактор, Flt-3 лиганд и техните рецептори Flk-1 и STK-1, както и транскрипционен фактор левкемия стволови клетки. Мезенхимни производни AGM-площ представени плътни tyazhem закръглени клетки, разположени по аортата дорзалната и експресиращи тенасцин С - гликопротеин основно вещество участва активно в процесите на клетъчно-клетъчни взаимодействия и миграция.

Мултипотентния стволови клетки AGM-област след трансплантация на бързо възстановяване на хемопоеза при възрастни мишки и са изложени дълго време (до 8 месеца) да осигури ефективен хемопоеза. В жълтъчната торбичка на клетките с такива свойства авторите не разкриха. Резултатите от това изследване са потвърдени от друга работа, която показа, че в ранните етапи на развитие на ембрионите (10,5 дни), област AGM е единственият източник на клетки, които отговарят на определението за GCW, миелоидна и лимфоидна възстановяване на хемопоеза при възрастни облъчен получатели.

От AGM-разпределена площ стромален линия AGM-S3, които поддържат генерирането на клетки в култура CFU-GM извършени прогенитори, BFU-E, CFU-E и CFU смесен тип. Съдържанието на последния по време на отглеждането на захранващия подслой на AGM-S3 клетките се увеличава от 10 до 80 пъти. Следователно, в микросредата на AGM-област присъстват стромални клетки, ефективно поддържане на кръвта, така че той AGM-област може да служи ембрионални кръвообразуващите органи - окончателно източник на HSC, т.е., GSK образуване хематопоетични тъкани на възрастно животно.

Разширено immunofenotipirovanie клетъчен състав AGM-област показа, че пребивават не само мултипотентни хематопоетични клетки, но също така клетки на допринасят за миелоидна и лимфоидна (Т и В лимфоцити) диференциация. Въпреки това, когато молекулярен анализ на индивидуалната CD34 + с-кит + клетки от AGM-област се използва полимеразна верижна реакция разкрива активиране само бета-глобинов и миелопероксидаза но не лимфоидни гените, кодиращи синтеза на CD34, Thy-1 и 15. Частично активиране на линията специфични гени типичен за ранните онтогенетични стадии на генериране на HSC и прогениторни клетки. Като се има предвид, че броят kommiti- офика предшественици в AGM-област 10-дневен ембрион с 2-3 порядъка по-ниска, отколкото в черния дроб, може да се твърди, че на 10-тия ден на ембрионални хемопоеза в AGM е само началото, а най-вече хематопоетичните линии вече са разгърнати през този период.

Всъщност, за разлика от по-рано (9-11 дни) на хематопоетични стволови клетки на жълтъчната торбичка и областта на ОСА, което заселване хематопоетични микросреда на новороденото, но не и за възрастни, хематопоетични прогениторни клетки 12-17 дни фетален черен дроб не изисква ранните постнатални микросредата и хемопоетични органи заемат животно в зряла възраст е не по-лошо от новородено. HSCs след трансплантация на черен дроб фетален хематопоеза възрастен в облъчени мишки-реципиенти е поликлонално в природата. В допълнение, при използване на белязани колонии е показано, че действието на определени клонинги бяха напълно подчинява клонална последователност, установена при възрастни костния мозък. Ето защо, GSK ембрионална чернодробна маркиран като много нежни условия без prestimulyatsii екзогенни цитокини, които вече имат основни атрибути на възрастен HSCs не е необходимо в началото на пост-ембрионалното микросредата, в състояние на дълбок покой след трансплантацията и мобилизирани klonoobrazovanie последователно в съответствие с модел с клонова наследяването на.

Очевидно е, че трябва да разгледаме по-подробно феномена клонова последователност. Еритропоезата носи стволови хемопоетични клетки, които имат висок пролиферативен потенциал и способността да се диференцират във всички линии на ангажираните прекурсорни кръвни клетки. По време на нормална интензивност хематопоеза мнозинство от хематопоетични стволови клетки е в латентно състояние и се мобилизира за пролиферацията и диференциацията на последователно образуване на последователни клонове. Този процес се нарича клонална последователност. Експериментално доказателство за клонална последователност в хематопоетичната система е получено при проучвания с GSK, маркирани с ретровирусен ген трансфер. При възрастни животни хематопоезата се поддържа от много едновременно функциониращи хемопоетични клонове, получени от GSK. Въз основа на явлението клонална последователност беше разработен подход за репапулация към идентифицирането на GCS. Съгласно този принцип, се прави разлика в дългосрочен план HSCs (дългосрочно на хемопоетични стволови клетки, LT-КЗС), са в състояние да се възстанови кръвотворната система за учене през целия живот, както и краткосрочни КЗС, за да изпълнява тази функция за ограничен период от време.

Ако разгледаме хематопоетични стволови клетки по отношение на repopulyatsionnogo подход, характерен за хематопоетични фетални чернодробни клетки е тяхната способност да се създаде колония, която по размер е много по-високи от тези, с увеличаване на GSK кръв от пъпна връв, или костен мозък, и това се отнася за всички видове колонии. Този факт вече показва по-висок пролиферативен потенциал на хематопоетичните клетки на ембрионалния черен дроб. Уникална характеристика на хемопоетични прогениторни клетки на плода на черния дроб - по-кратък в сравнение с други източници на клетъчния цикъл, което е важно от гледна точка на възстановяване на популацията на ефективността на хемопоеза при трансплантация. Анализ на клетъчния състав на хематопоетични суспензия получена от източници зрял организъм, показва, че при всички етапи на онтогенезата на ядрени клетки благоприятно представени терминално диференцирани клетки, броят и фенотипа на които зависят от възрастта на донор на хемопоетични онтогенетичната тъкан. По-специално, суспензия от мононуклеарни костен мозък и пъпна връв клетки с повече от 50% се състои от зрели лимфоиден произход клетки, докато по-малко от 10% от лимфоцити намерени в зародишна чернодробна хемопоетичен тъкан. Освен това, миелоидни линии клетки в фетален черен дроб и фетален еритроиден благоприятно представени следващата, докато в кръв от пъпна връв и костен мозък, гранулоцит-макрофаг предимство елементи.

Важно е фактът, че ембрионалният черен дроб съдържа пълен набор от най-ранните предшественици на хемопоезата. Последните включват еритроидни, гранулопоетични, мегакариопоетични и многолиарни колонии образуващи клетки. Техните по-примитивни прогениторни клетки - LTC-IC - са способни да пролиферират и се диференцират в ин витро за 5 или повече седмици, а също така да се поддържа функционалната активност след присаждане в тялото на реципиента в алогенни и ксеногенни трансплантации дори в имунодефицитни животни.

Биологична приложимост преобладаване в плода еритроиден чернодробни клетки (до 90% от общия размер на хематопоетични клетки), поради необходимостта от осигуряване на еритроцитите маса бързо увеличаване на обема на развитието на плода кръв. В зародишна чернодробна еритропоезата ядрени еритроидни прекурсори представени различни степени на зрялост, съдържаща фетален хемоглобин (a2u7), което се дължи на по-висок афинитет за кислород осигурява ефективна абсорбция на последната от майчината кръв. Засилване на еритропоезата в зародишна чернодробна е свързан с локално увеличаване на синтеза на еритропоетин (ЕРО). Трябва да се отбележи, че изпълнението на хематопоетични потенциал на хематопоетични фетални чернодробни клетки достатъчно присъствие само еритропоетин, докато ангажимент линия за HSCs еритропоезата костен мозък и кръв от пъпна връв изисква комбинация от цитокини и растежни фактори, състоящи се от ЕРО, SCF, GM-CSF и IL-3. На този ранен хематопоетични прогениторни клетки, изолирани от фетален черен дроб без рецептори за ЕРО, не отговарят на екзогенен еритропоетин. За индуциране на еритропоезата в суспензия на зародишна чернодробна мононуклеарни клетки изисква наличието на по-напреднали eritropoetinchuvstvitelnyh клетки с фенотипа CD34 + CD38 +, които експресират ЕРО рецептора.

Литературата все още не се формира консенсус за създаване на хемопоеза в ембрионалния период. Не е установено наличие и функционално значение на екстра- и intraembrionalnyh източници на хемопоетични стволови клетки. Въпреки това няма съмнение, че в ембриогенезата човешки черен дроб е централен орган на хематопоеза и за 6-12 седмици от бременността е основен източник на хематопоетични стволови клетки, които населяват далак, тимус и костния мозък, ГДР постигне свързани функции в пре- и постнаталното периоди развитие.

Следва отново да се отбележи, че ембрионалният черен дроб в сравнение с други източници се характеризира с най-високо съдържание на HSC. Приблизително 30% от CD344 клетките на ембрионалния черен дроб имат фенотип на CD38. В същото време броят на лимфоидните прогениторни клетки (CD45 +) в ранните стадии на хематопоезата в черния дроб е не повече от 4%. Установено е, че, както за плода от 7 до 17-та гестационна седмица, броят на В-лимфоцити се увеличава постепенно с месечен "стъпка" е 1,1%, а нивото на GSK трайно намалена.

Функционалната активност на хематопоетичните стволови клетки също зависи от периода на ембрионалното развитие на техния източник. Изследване на чернодробните клетки образуващи колония активност на човешки ембриони 6-8 минути и 9-12 минути гестационна седмица, когато се култивират в полутвърда среда в присъствието на SCF, GM-CSF, IL-3, IL-6 и ЕРО показват, че общият брой на колониите в 1 , 5 пъти по-висока при раждане на HSV ембрионален черен дроб в началото на разработването. В същото време, броят на чернодробните клетки предшественици миелопоезата като CFU-GEMM, на 6-8 седмици ембриогенеза е повече от три пъти броя на 9-12 седмици на бременността. Като цяло, на черния дроб хематопоетични образуващи колония активност на първия триместър на бременността ембрионални клетки е значително по-висока от тази на фетални чернодробни клетки на второто тримесечие на бременността.

Горните данни показват, че фетален черен дроб в началото на ембриогенеза се характеризира не само с високо съдържание на ранните хематопоетични прогениторни клетки, но неговите хематопоетични клетки се характеризират с широк спектър на диференциация в различни клетъчни линии. Тези характеристики на функционалната активност на стволови хематопоетични фетални чернодробни клетки могат да имат някои клинично значение, тъй като техните качествени характеристики позволяват очаква терапевтичен ефект, когато се експресира трансплантация дори малко количество от клетки, получени в ранните етапи на бременността.

Независимо от това, проблемът с броя на хематопоетичните стволови клетки, необходими за ефективна трансплантация, остава открит и релевантен. Осъществени са опити за разрешаването му с използване на високия потенциал на самовъзпроизвеждане на хематопоетични клетки на ембрионалния черен дроб in vitro с тяхното стимулиране от цитокини и растежни фактори. При постоянна перфузия в биореактора на ранните ГСС на ембрионалния черен дроб, след 2-3 дни на изхода е възможно да се получи броят на стволовите хемопоетични клетки 15 пъти по-високи от изходното ниво. За сравнение, трябва да се отбележи, че за да се постигне 20-кратно увеличение на добива на HSC кръв от пъпна връв при същите условия, това отнема най-малко две седмици.

По този начин ембрионалният черен дроб се различава от другите източници на хематопоетични стволови клетки с по-високо съдържание на ангажирани и ранни хематопоетични прогениторни клетки. В културата с фетални чернодробни клетки с растежни фактори с фенотип CD34 + CD45Ra1 CD71l0W форма 30 пъти повече колонии отколкото подобни кръвни клетки, мозък и 90 пъти повече от костния мозък HSCs. В най-силно изразени в тези източници на разлика в съдържанието на ранните хематопоетични прогениторни клетки, които са смесени колонии - броя на CFU-GEMM в зародишна чернодробна надвишава това на кръв от пъпна връв и костен мозък, съответно 60 и 250 пъти.

Важно е, че до 18-ти седмица на развитие на плода (по време на началото на хематопоезата на костния мозък) в изпълнението на хемопоетични функция включва повече от 60% от клетките на черния дроб. Тъй като преди 13 седмица на развитието на плода при хора отсъстват тимус и тимоцити съответно, трансплантация на хематопоетични фетални чернодробни клетки от 6-12 седмици от бременността значително намалява риска от реакция "трансплантат срещу гостоприемник" и не изисква избор на хистосъв-местим донор, тъй като позволява сравнително лесно да се постигне хемопоетичен химеризъм.