Локализация гемопоэза (кроветворения)

У взрослых особей большинства млекопитающих главным источником клеток крови является костный мозг. (У некоторых видов, например у мышей, в кроветворении принимает участие и селезенка.) Однако результаты многочисленных опытов показывают, что кроветворные стволовые клетки не образуются ни в костном мозге, ни в селезенке. Они мигрируют в эти органы из других областей зародыша. На самом деле кроветворные стволовые клетки, по-видимому, поступают в них не из собственно зародыша, а из желточного мешка. Когда Мур с сотрудниками удаляли желточный мешок у зародышей мыши на стадиях до образования сомитов, у этих зародышей не формировались клетки крови, а в культивируемых изолированных желточных мешках наблюдались эритропоэз и образование КОЕ-с. Было показано (Moore, Metcalfe, 1970), что максимальная активность КОЕ-с в желточном мешке наблюдается на 10-й день развития. В противо-

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. I: Пер. с англ. — М.: Мир, 1993. — 228 с.

216_______________ ГЛАВА 6_______________________________________________________________________________

Рис. 6.36. Последовательность смены мест кроветворения у зародышей мыши. Стрелками показаны возможные пути миграции полипотентных кроветворных стволовых клеток (СК).

положность этому наличие стволовых клеток в печени зародыша начинает выявляться только после 11 сут. Эти исследователи утверждали, что стволовые клетки мигрируют из желточного мешка в печень зародыша, а затем в селезенку и костный мозг. Клетки желточного мешка зародыша также выполняют функции лимфоцитов до того, как начнет выявляться какая-либо активность стволовых клеток в собственно зародыше (Hofman, Globerson, 1973; Dahl et al., 1980). Таким образом, считается, что исходная полипотентная стволовая клетка образуется в пределах желточного мешка и мигрирует из него сначала в печень, а затем в кроветворные органы взрослой особи (рис. 6.36).

Современные данные подтверждают представление о том, что стволовые клетки в костном мозге взрослой особи происходят из потомков этих эмбриональных стволовых клеток. Ванг и др. (Wong et al., 1986) культивировали стволовые клетки из желточного мешка мыши и обнаружили, что некоторые из них дают начало эритроцитам, в которых синтезируется гемоглобин взрослого типа, а не эмбриональный. Напротив, результаты изучения формирования клеток крови у человека (Peschle et al., 1985) показали, что клетки печени 6-недельного зародыша совершенно так же, как клетки желточного мешка 5-недельного зародыша, синтезируют эмбриональные формы гемоглобина (рис. 6.37).

Однако другая группа исследователей (Rossant et al., 1986) утверждает, что миграция стволовых клеток может быть не столь простой, как полагали ранее. Для того чтобы определить идентичность клеточных клонов, эти исследователи использовали химерных мышей; оказалось, что большинство, если не все клоны кроветворных клеток в постнатальной печени, продуцировали только одну линию клеток.

Рис. 6.37. Ранние клетки крови человека. А. Эритробласты из желточного мешка на сроке 5нед после зачатия. Б. Срез печени 6-недельного зародыша человека; видны крупные красные кровяные клетки (мегалобласты). (Из Peschle et al., 1985: фотографии с любезного разрешения С. Peschle.)

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. I: Пер. с англ. — М.: Мир, 1993. — 228 с.

________________ РАННЕЕ РАЗВИТИЕ ПОЗВОНОЧНЫХ МЕЗОДЕРМА И ЭНТОДЕРМА____________________________________ 217

Другими словами, данный клон был либо миелоидным, либо лимфоидным клоном. Этот результат свидетельствует либо о том, что стволовые клетки, которые мигрируют в печень из желточного мешка, являются коммитированными, а не полипотентными, либо о том, что за I7 дней, в течение которых стволовые клетки находились в печени, одна клеточная линия стала преобладающей (доминирующей). Дальнейшие исследования, по-видимому, позволят сделать выбор между этими двумя в равной степени увлекательными возможностями.

Полагают, что сходная ситуация наблюдается у зародышей птиц, но у них, видимо, имеются два разных источника кроветворных стволовых клеток. Первый, как и у зародышей млекопитающих, локализован в стенке желточного мешка. Эти клетки, однако, представляют собой временную популяцию. Главным источником стволовых клеток являются локальные островки, которые формируются в собственно зародыше. Это открытие было сделано в серии изящных опытов Дитерлен-Ливр, которая пересаживала бластодерму японского перепела на желточный мешок куриного зародыша (рис. 6.38). Клетки курицы легко отличить от клеток перепела, ядра которых значительно сильнее окрашиваются и поэтому служат постоянным маркером для различения клеток двух типов. Использование таких «химерных желточных мешков» показало (DieterlenLievre, Martin, 1981), что стволовые клетки желточного мешка не поставляют клетки взрослому животному; настоящие стволовые клетки формируются в узелках мезодермы, которая выстилает брыжейки и главные кровеносные сосуды. До сих пор считают, что у млекопитающих желточный мешок является

Рис. 6.38. Маркировка клеток крови посредством создания химер «курица — перепел». Α. Фотография «химерного желточного мешка», т.е. бластодермы куриного зародыша, пересаженной на желточный мешок перепела. Б. Фотография, на которой видны клетки курицы и перепела в тимусе химерного животного, различающиеся по окраске ядер. Все лимфоидные клетки куриного происхождения, тогда как структурные клетки тимуса происходят из клеток бластодермы перепела, Б. Срез аорты трехдневного куриного зародыша; стрелками указаны клетки, которые дадут начало кроветворным стволовым клеткам. Если клетки из этой области взять у зародышей перепела и поместить на куриный зародыш, то кровь у куриного зародыша будет кровью перепела. (Из Martin et al., 1978; Dieterlen- Liè vre, Martin, I981; фотографии с любезного разрешения F. Dieterlen-Lievre.)

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. I: Пер. с англ. — М.: Мир, 1993. — 228 с.

218_______________ ГЛАВА 6________________________; ______________________________________________________

.

Рис. 6.39. Формирование пищеварительной системы у человека. Схематические изображения сагиттальных срезов зародышей в возрасте примерно: А —16 сут; Б —18 сут; В — 22 сут; Г — 28 сут. (Из Carlson, 1981.)

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. I: Пер. с англ. — М.: Мир, 1993. — 228 с.

_______________ РАННЕЕ РАЗВИТИЕ ПОЗВОНОЧНЫХ. МЕЗОДЕРМА И ЭНТОДЕРМА____________________________________ 219

источником всех кроветворных стволовых клеток; однако результаты некоторых исследований (Kubai, Auerbach, 1983) показывают, что эти клетки-предшественники стволовых клеток желточного мешка сами могут происходить из стволовых клеток, которые находятся в выстилке брюшной полости.