Молекулярная биология клетки. Том 4 - Албертс Б.
Скачать (прямая ссылка):
16.4.4. В каждой пролиферативной единице есть своя «бессмертная» стволовая клетка [19, 21]
В соответствии с представленной выше картиной в глубине каждой пролиферативной единицы эпидермиса лежит центральная базальная клетка, от которой происходят все клетки этой единицы. Линия потомков такой стволовой клетки не прерывается за все время жизни животного. Можно, допустив некоторую вольность языка, назвать эту стволовую клетку бессмертной (рис. 16-26). Каждый раз, когда стволовая клетка делится, одна из дочерних клеток наследует мантию бессмертия, в то время как другая рано или поздно (возможно, через несколько делений) переходит в колонку дифференцирующихся клеток и в конце концов слущивается с поверхности кожи. Что же тогда отличает «бессмертную» клетку от остальных? Сказанное выше не дает оснований полагать, что бессмертная стволовая клетка в чем-то внутренне отлична от соседних базальных клеток. Они тоже по своим свойствам могут быть стволовыми клетками и становятся смертными только потому, что их оттесняют с центральной позиции и сбрасывают в поток, уносящий их прочь. Короче говоря, слово «бессмертие» характеризует будущую судьбу стволовой клетки, а не ее внутреннюю природу. Однако где-то на пути своего развития каждая смертная дочерняя клетка, образовавшаяся при делении бессмертной стволовой клетки, должна пройти точку, после которой обратного пути нет: внутренний характер клетки настолько изменяется, что быть стволовой она уже не может, даже если ее снова поместить в центр основания колонки. Что это за точка?
16. Поддержание нормальной организации тканей J57 / /
16.4.5. Возможно, что «бессмертие» стволовой клетки сохраняется благодаря контакту с базальной мембраной [22]
В принципе деления бессмертной стволовой клетки могли бы всегда быть асимметричными, так что одна и только одна из дочерних клеток наследовала бы свойства, необходимые для бессмертия; в другой же клетке что-то изменялось бы уже в момент ее образования, и это заставляло бы ее дифференцироваться и обрекало в конце концов на гибель. В таком случае число бессмертных стволовых клеток никогда не могло бы увеличиться. Однако, если участок эпидермиса разрушен, можно видеть, что его непрерывность восстанавливают окружающие здоровые эпидермальные клетки, которые мигрируют и размножаются, чтобы закрыть брешь (см. разд. 11.1.6). При этом образуются новые пролиферативные единицы, и их центральные базальные клетки неизбежно должны были возникнуть в результате таких делений, когда две бессмертные клетки получаются из одной.
Таким образом, при делении стволовой клетки судьба дочерних клеток должна зависеть не только от их внутренних свойств, ио и от внешних факторов. Что же это за определяющие факторы? Согласно одной весьма привлекательной гипотезе, характер стволовой клетки сохраняется благодаря контакту с базальной мембраной, а изменения, приводящие к терминальной дифференцировке, начинаются, как только клетка теряет этот контакт. Эксперименты на тканевых культурах в какой-то степени подтверждают эго предположение: эпидермальные клетки продолжают делиться, если они растут в контакте с подходящим субстратом (с подстилкой из фибробластов), но сразу начинают дифференцироваться при росте в суспензии. Эта гипотеза остается еще спорной и, вероятно, слишком упрощает дело; однако она позволяет изящно объяснить, каким образом нехватка стволовых клеток восполняется точно в таких размерах, чтобы вся поверхность тела была покрыта кожей.
16.4.6. Пролиферация базальных клеток регулируется в соответствии с толщиной эпидермиса [23J
В то время как контакт с базальной мембраной может определять выбор между выживанием клетки в качестве стволовой и ее гибелью в результате терминальной дифференцировки, другие факторы должны регулировать скорость образования новых эпидермальных клеток. Предполагается, что в этом участвуют различные гормоны и факторы роста (разд. 13.1.7). Например, если внешние слои эпидермиса соскоблить, то скорость деления базальных клеток увеличивается. Через некоторое время это приводит к восстановлению нормальной толщины эпидермиса, и скорость деления в базальном слое снова снижается до обычного уровня. Все происходит так, как будто делящиеся клетки базального слоя освобождаются от ингибирующего влияния наружных дифференцированных слоев после нх удаления, а затем вновь начинают испытывать это влияние, как только эпидермис полностью восстанавливается. Согласно одной из гипотез, в эпидермисе синтезируется фактор, называемый эпидермальным халоном (или кейлоном), который подавляет митозы в базальных слоях настолько, чтобы скорость образования дифференцированных клеток соответствовала потребности. Последствия нарушенной регуляции размножения базальных клеток можно наблюдать при псориазе. При этом распространенном заболевании кожи скорость пролиферации базальных клеток значительно повышена, эпидермис становится утолщенным и клетки слущиваются с поверхности кожи уже через неделю после их образования в базальном слое, еще не успев подвергнуться полному ороговению.
