В последние годы появляется все больше работ, связанных с методами контроля дифференцировки стволовых клеток в определенные клеточные типы, в основном in vitro. Исследователи из Salk Institute for Biological Studies (США) обнаружили, что репрограммированию поддаются стволовые клетки, находящиеся в составе ткани. Им удалось получить из стволовых клеток, предифференцированных в нейроны, получить глиальные клетки. Эксперимент был проведен на мышах.
Эти результаты говорят не только о высокой пластичности тканевых стволовых клеток, но также могут стать предпосылкой к терапии нейродегенеративных расстройств, которые затрагивают не только нейроны, но и глию.
Фрэд Г. Гэйдж (Fred H. Gage), под чьим руководством была проведена работа, объяснил, что, хотя стволовые клетки нервной ткани в принципе способны дифференцироваться как в нейроны, так и в глиальные клетки, и это известно уже достаточно давно, ученые не ожидали, что этот процесс может контролироваться продуктом одного-единственного гена.
Стволовые клетки нервной ткани располагаются, как считается, в двух областях мозга млекопитающих: в обонятельной луковице и в зубчатой извилине гиппокампа, которая задействована в процессах обучения. Эти клетки могут либо остаться стволовыми, либо дифференцироваться в нейрон или глиальную клетку (астроцит или олигодендроцит).
Глиальные клетки выполняют «поддерживающую» функцию в нервной ткани. Астроциты выполняют трофическую функцию, а также посредством фагоцитоза поглощают остатки погибших нейронов. Олигодендроциты – это клетки, внешние мембраны которых образуют так называемую миелиновую оболочку вокруг отростков нейронов – аксонов, необходимую для проведения нервного импульса.
При культивировании in vitro нейральные стволовые клетки могут быть искусственно дифференцированы в любой тип клеток мозга, однако в их естественном окружении они дифференцируются почти исключительно в нейроны.
Исследователи проследили судьбу стволовых клеток нервной ткани и обнаружили, что в нормальных условиях они действительно дифференцируются в нейроны. Однако при внесении в них с помощью ретровирусной трансфекции гена Ascl1, продукт которого участвует в дифференцировке олигодендроцитов, судьба стволовых клеток кардинально менялась и они дифференцировались в олигодендроциты.
При рассеянном склерозе, например, происходит избирательная гибель олигодендроцитов, что приводит к нарушению проведения нервных импульсов. Однако получение из нейральных стволовых клеток олигодендроцитов с помощью трансфекции может по крайней мере замедлить этот процесс.
Вверху: в течение жизни взрослые нейральные стволовые клетки дают начало нейронам зубчатой извилины, ответственным за процессы обучения (показаны белым). Внизу: Гиперэкспрессия одного гена приводит к изменению судьбы стволовых клеток, приводя к их дифференцировке в олигодендроциты (показаны зеленым).
По материалам:
ScienceDaily