4. Стволовое
пространство эпендимы
У зародышей млекопитающих нейрональная трубка ( позднее -выстилка
желудочков и субэпендимальный слой) являются главным поставщиком новых
нейронов и глии. Долгое время считалось, что эти зоны прдуцируют новые
клетки только в развивающемся мозге. Однако следы эмбриональной ткани и
эмбриональных процессов найдены у взрослых особей. Для идентификации S- прогениторных
клеток в околожелудочковых пространствах вводили бромдезоксиуридин ( БУДР-
аналог тимидина), который встраивается в синтезир ных моноклональных
антител. При длительном мечении исследовали миграцию уемую ДНК.
Визуализацию БУДР+ клеток проводили с помощью фруоресцентно мече БУДР-меченых
клеток в мозге. Этим метчиком удалось обнаружить сотни новобразованных клеток
в субэпендимальном пространстве, в гиппокампе. В субвентрикулярной зоне
появлялся один новый нейрон на 2000 клеток в сутки (нейроны возникали в 2
раза чаще, чем глия). С помощью БДУР установили главные потоки миграции
клеток в обонятельную луковицу, гиппокамп, gyrus dentatus. В случае
повреждения головного или спинного мозга число регенерирующих
предшественников в субэпендимальной зоне желудочков резко возрастало.
На первом этапе пришлось исключать возможность миграции
“пришлых” СК через циркуляцию и pia mater. Если хирургически убрать агрегаты
СК из субэпендимальных пространств, в самой эпендиме увеличивалось количество
нестин-положительных клеток и быстро восстанавливались агрегаты нестин +
клеток. Клетки по периферии агрегатов СК постепенно теряли нестин. Если
клетки клонов были мечены DIL ( либо геном бета-галактозидазы), то спустя
10-15 дней меченые клетки выявлялись в луковице обнятельного эпителия. Лишь
большие концентрации метки давали надежные результаты .
Покоящиеся стволовые клетки, встроенные в монослой
эпендимы, не имели рецептора к FGF-2. Делящиеся клоны экспрессировали
рецептор для FGF-2. Внутрижелудочковое введение FGF-2 эмбрионам 16-18 дня гестации
приводило к бурной пролиферации нестин+ клеток в перивентрикулярной области,
которое завершалось появлением новых порций клеток в коре больших полушарий,
обонятельной луковице и гиппокампе. При введении тех же доз FGF-2 в
желудочки мозга взрослых животных наблюдали волну пролиферации стволовых
клеток в эпендиме/субэпендиме без усиления пролиферации и численности клеток
в коре больших полушарий (Vaccarino F.M., Ganat Y., Zhang Y. et al., 2001)
Сам монослой эпендимы практически не включал БУДР. К субэпендиме
прилегают скопления гетерогенных популяций. Мелкие довольно плотно
упакованные кластеры клеток включали БУДР. Вокруг этих кластеров
располагались более крупные вытянутые клетки с мигрирующей ламеллой. Этот
слой клеток имел рецепторы для FGF-2, EGF, TGF-alpha. Мигрирующие предшественики
нейронов не имели миелиновой оболочки. Lois и Alvarez-Buylla на мышах
доказали миграцию нейрональных предшественников из субвентрикулярной зоны
мозга крыс в эпителий луковицы обонятельного эпителия мышей. Миграцию предшествеников
визуализировали с помощью меченых антител к нестину и белку-транспортеру 2
(переносчик медиаторов-моноаминов). В этой же лаборатории было показано, что
донорские меченые НСК, вводимые в субвентрикулярную область 15-дневных
зародышей мышей, давали многочисленные клоны клеток, которые мигрировали,
пролиферировали и стабильно заселяли практически все отделы растущего мозга
по главным осям роста и клеточной экспансии мозговой ткани зародыша (Lim
D.A., Fishell G.J., Alvarez-Buylla A., 1997) . Образование новых популяций
клеток в субэпендиме особенно хорошо изучено в мозге певчих птиц (канареек).
По уровню обмениваемости клеток в зоне пения головной мозг этих птиц более
напоминает костный мозг и эпидермис кожи. Вытянутые глиальные клетки
микроокружения сооружали “рельса и колеса” для направленной миграции
новообразованных прогениторных клеток. Антитела к глиальному фибриллярному
белку, N-кадхерину, виментину частично блокировали миграцию клеток. Сама
миграция поддерживалась градиентом сигналов (IGF-1, IGF-2, TGF-beta, BDNF,
NT-3, NTB). Показательно, что в цикле обновления нейронов за счет пула НСК в
мозге взрослых животных играют эндогенные «минорные» ростовые факторы,
особенно IGF1 и IGF2. В культуре эти функции факторов обновления пока не
удается воспроизвести, а уж тем более изучить (Brooker G., Kalloniatis M.,Russo
V. Et al.,2000) Klas Johansson из Королевского института в Стокгольме
подтвердил, что главным источником НСК является внутренняя выстилка
желудочков. Количество НСК в эпендиме увеличивалось в 50 раз при повреждении
спинного мозга. Изолированные in vitro НСК формировали нейросферы. Клетки
кластеров дифференцировались в нейроны, астроциты и олигодендроциты .
НСК мигрировали даже в зоны повреждения спинного мозга.
|