СОВРЕМЕННЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА ВОПРОСЫ ПРОЛИФЕРАЦИИ И ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ В НОРМЕ И ПРИ ХОЛОДОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

Почти все дифференцированные клетки в организме имеют ограниченный срок жизни, их гибель и замещение происходят с различной скоростью. Восстановление может осуществляться засчёт дупликации, либо размножения недифференцированных ранних предшественников. Стволовые клетки в органах дыхания способны длительное время находиться в состоянии покоя, при этом они редко делятся и имеют значительную продолжительность клеточного цикла. Их специфическое поведение обычно зависит от совокупности факторов, обеспечивающих жизнеспособность и дифференциацию. Оно определяется внутренними сигналами, которые контролируются генами самой клетки, а также внешними факторами, включающими в себя наличие базальной мембраны, внеклеточный матрикс, присутствие соседних клеток, продуцирующих различные регуляторы. Представлены результаты собственного экспериментального исследования состояния стволовых клеток и «нишах», окружающих их в слизистой оболочке трахеи, при холодовом воздействии на фоне выраженного окислительного холодового стресса. Показано, что длительное холодовое воздействие на слизистую оболочку трахеи снижает скорость дифференцировки клеточных элементов и изменяет взаимосвязи с клеточным окружением стволовых клеток («нишей»). При использовании клеточных маркеров стволовых клеток (Е-кадгерина и щелочной фосфатазы) продемонстрировано, что важным клеточным элементом «ниши», влияющим на дифференцировку стволовых клеток, являются тучные клетки, мигрирующие при холодовых воздействиях в эпителий. Повышение миграции тучных клеток при холодовом воздействии в данном случае связано с передачей информационного воздействия на стволовые клетки через жидкую среду, которая уменьшает количество малодифференцированных клеток в эпителии. Выделение специфических сигнальных молекул, стимулирующих дифференциацию клеток легких, может помочь найти новые пути контроля за дифференцировкой клеток и возможность применения стимуляторов регенерации камбиальных и стволовых клеток для клеточной терапии при различных патологиях органов дыхания.

стволовые клетки, органы дыхания, холодовой окислительный стресс

1. Романова Л.К. Пренатальный и постнатальный рост и развитие лёгких // Клеточная биология лёгких в норме и при патологии: руководство для врачей / под ред. В.В.Ерохина и Л.К.Романовой. М.: Медицина, 2000. С.72-95.

2. Тимошин С.С., Лебедько О.А. Влияние регуляторных пептидов на становление структурного гомеостаза трахеи белых крыс в раннем постнатальном периоде // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2001. Вып.10. С.24-28.

3. Целуйко С.С., Красавина Н.П., Горбунов М.М. Стволовые клетки трахеи крыс при длительных холодовых воздействиях // Клет. трансплантол. и ткан. инженерия. 2010. Т.5, №3, <http://www.celltranspl.ru/archive/issue21/views/content>С.52-52.

4. Целуйко С.С., Горбунов М.М., Семенов. Д.А. Стволовые клетки трахеи крыс при холодовых воздействиях // Регенеративная биология и медицина: сб. трудов всерос. науч. конф. М.: Нарконет, 2011. C.160-161.

5. Bakalos D., Constantakis N., Tsicricas T. Distinction of mononuclear macrophages from mesothelial cells in pleural and peritoneal effusions // Acta Cytol. 1974. Vol.18, №1. P.20-22.

6. Efrati P., Nir E. Morphological and cytochemical investigation of human mesothelial cells from pleural and peritoneal effusions: а light and electron microscopy study // Isr. J. Med. Sci. 1976. Vol.12, №7. P.662-673.

7. Johnson Kurt E. Human developmental anatomy. New York: John Wiley & Sons, 1989. 447 p.

8. Mutsaers S.E. The mesothelial cell // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2004. Vol.36. №1. P.9-16.

9. Mutsaers S. Plasticity of the mesothelium: a stem cell in the midst? // Lung Cancer. 2006. Vol.54. Suppl.1. P.3-4.

10. Pan L ., Chen S ., Weng C ., Call G ., Zhu D _., Tang H ., Zhang N ., Xie T . Stem cell aging is controlled both intrinsically and extrinsically in the Drosophila ovary // Cell Stem Cell. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18371381> 2007 Vol.1, №4. Р.458-469.

11. Pitt B.R., Ortiz L.A. Stem cells in lung biology // Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2004. Vol.286, №4. P.621-623.

12. A pure population of lung alveolar epithelial type II cells derived from human embryonic stem cells / D.Wang [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007. Vol.104, №11. P.4449-4454.

13. Romanova L.K. Prenatal'nyy i postnatal'nyy rost i razvitie legkikh. V kn.: Erokhin V.V., Romanova L.K. (red.) Kletochnaya biologiya legkikh v norme i pri patologii: rukovodstvo dlya vrachey [Prenatal and postnatal growth and development of the lungs. In: Erokhin V.V., Romanova L.K., editors. Cell biology lungs in health and disease: guidelines]. Мoscow: Meditsina; 2000: pp.72-95.

14. Timoshin S.S., Lebed'ko O.A. Bûlleten' fiziologii i patologii dyhaniyâ 2001; 10:24-28.

15. Tseluyko S.S., Krasavina N.P., Gorbunov M.M. Kletochnaya transplantologiya i tkanevaya inzheneriya 2010; 5(3):52-52.

16. Tseluyko S.S., Gorbunov M.M., Semenov D.A. Regenerativnaya biologiya i meditsina: sbornik trudov vserossiyskoy nauchnoy konferentsii (Regenerative biology and medicine: the collection of reports of All-Russian scientific conference). Мoscow: Narkonet; 2011: рр.160-161.

17. Bakalos D., Constantakis N., Tsicricas T. Distinction of mononuclear macrophages from mesothelial cells in pleural and peritoneal effusions. Acta Cytol. 1974; 18(1):20-22.

18. Efrati P., Nir E. Morphological and cytochemical investigation of human mesothelial cells from pleural and peritoneal effusions: а light and electron microscopy study Isr. J. Med. Sci. 1976; 12(7):662-673.

19. Johnson Kurt E. Human developmental anatomy. New York: John Wiley & Sons; 1989.

20. Mutsaers S.E. The mesothelial cell. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2004; 36(1): 9-16.

21. Mutsaers S. Plasticity of the mesothelium: a stem cell in the midst? Lung Cancer 2006; 54 (Suppl.1):3-4.

22. Pan L ., Chen S ., Weng C ., Call G ., Zhu D ., Tang H ., Zhang N ., Xie T . Stem cell aging is controlled both intrinsically and extrinsically in the Drosophila ovary. Cell Stem Cell. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18371381> 2007; 1(4):458-469.

23. Pitt B.R., Ortiz L.A. Stem cells in lung biology. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2004; 286(4):621-623.

24. Wang D., Haviland D.L., Burns A.R., Zsigmond E., Wetsel R.A. A pure population of lung alveolar epithelial type II cells derived from human embryonic stem cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007;104(11):4449-4454.