7. Первичный нейро - и
глиогенез
Источником клонообразующих стволовых клеток нервной трубки
служили два слоя: монослой нейроэпителия и субэпендимы. Идентификация
первоисточников клеток in situ осложнялась множеством методических затруднений,
поскольку отсутствовали надежные, однозначные маркеры НСК. Чаще всего
выделяли в культуру гетерогенную популяцию незрелых клеток с варьирующим
фенотипом. Наиболее важными признаками были способность НСК расти клонами в
культуре и дифференцироваться в нейроны и глию после остановки пролиферации и
добавления индукторов дифференцировки. Региональную принадлежность клонов
удалось установить по второму эшелону Нох-генов, которые включались после
завершения сегментации и формирования основных отделов мозга. В середине
эмбриогенеза развивающийся мозг зародыша мыши состоял в основном из самообновляющихся
нейросфер и радиальной глии. Пролиферирующие нейробласты появлялись в
головном мозге 13-дневных зародышей (у человека на 51-й день развития). Они
организованно мигрировали на периферию. Среди Нох- генов обнаружены ключевые
регуляторы (master genes), направляющие рестрикционную дифференцировку
будущих линий нейронов. Так, Phox-2 ген контролировал дифференцировку нейробластов
в адренэргические нейроны. У Phox-2-/- мышей полностью выключена экспрессия
генов тирозингидроксилазы и допамин-гидроксилазы (Pattyn A., Goridis C., Brunet
J.F., 2000). ВМР-2 служил главным индуктором экспрессии Phox-2a и Phox-2b
генов в Mash+ прогениторных клетках. Некоторые Нох-гены маркировали миграторные
популяции нейронов. Известно, что гипоталамус сформирован в основном за счет
пришлых клеток. Нейроны, продуцирующие релизинг факторы, мигрировали сюда из
вомеро-назальной области. Экспрессия гена Brn-2 связана с "навигационной
информаций" мигрирующих клеток. Мыши Brn2-/- утрачивали способность
формировать ядра гипоталамуса (Schonemann M.D., Ryan A.K., McEvilly R.J. et al,
1995).
Клональный характер закладки и развития стриатум вытекал
из анализа динамики экспрессии гена Islet-1, представляющего семейство LIM-
факторов транскрипции (второй эшелон Нох-генов, определяющих направление
созревания прогениторных клеток после фазы пролиферации). В дорзальной части стриатум
Isl-1+ клетки практически отсутствовали. Зато их численность резко нарастала
в средней и особенно вентральной части органа. Максимальное количество Isl-1+
клеток в стриатуме у эмбрионов крыс определяли на 18-20-й день гестации,
позднее их численность резко шла на убыль. Эта транскриптаза детерминировала
появление холинэргических нейронов (Wang H., Liu F.,1999)
В том же стриатуме комбинация Brn-4, IGF-1, BDNF запускала
терминальную дифференцировку постмитотических нейробластов. Продукты генов
Brn-1, Brn-2 не влияли на созревание этой группы нейронов (Schimazaki T., Arsenjevic
Y., Ryan A.K. et al., 1999). Образование специализированных нервных линий in situ,
как правило, контролировалось комбинаторикой 4-5 генов. Исключение
составляет дифференцировка холинэргических нейронов in vitro и in situ,
которая контролировалась ВМР-9 ( Lopez-Coviela I., Bersa B., Krauss R.,
2000). Внутрижелудочковая инъекция ВМР-9 14- и 16-дневным зародышам мыши вела
к резкому увеличению холинэргических нейронов мозга на последних сроках пренатальной
жизни и в постнатальном периоде.
Некоторые из упомянутых генов контролировали созревание
соматических линий в других органах. Например, сдвоенная нокаут-мутация MyoD-/-/Myf5-/-
вела к полной остановке развития всех групп скелетных мышц. Мутация Pax-6-/-
вела к полной остановке развития глаз. Мутация SCL-/- блокировала созревание
всех ростков кроветворения. В ЦНС не обнаружено ни одного гена, селективное
выключение которого вызывало полную остановку рестрикционного созревания всех
линий нейронов. Так, мутация гена Mash1-/- мозаично блокировала созревание
линий нейронов обонятельной луковицы, сенсорных нейронов спинного мозга, а
также части нейронов ганглиев симпатической НС. Нокаут мутация гена Math-/-
приводила к частичному блоку созревания нейронов гранулярного слоя в
мозжечке. Cозревание олигодендроцитов обеспечено наиболее сложной программой.
В пролиферирующих предшественниках олигодендроцитов экспрессированы Sox-10
(контроль плюрипотентности) и две транскриптазы Olig-1 и Olig-2. В таком
режиме прогениторные клетки длительно размножались. Следующий этап созревания
был связан с включением блока POU -генов Tst-1/Oct6/SCIP, которые на третьем
этапе запускали экспрессию генов Brn-1 и Brn-2. На заключительной стадии
созревания постмитотических клеток включался гомео-Нох-ген Gtx/Nkx6.2 (Wegner
M., 2001). Дефицит миелинпродуцирующих клеток человека для лечения демиелинизирующих
заболеваний заставил искать пути лабораторной наработки олигодендроцитов и шваннвских
клеток из НСК и стволовых клеток нервного гребня соответственно. Налажено
получение предшественников олигодендроцитов из нейросфер , выделенных из
фетальной мозговой ткани ( Zhang S., Ge B., Duncan J.D.,2000). Состав среды
для дифференцировки предшественников олигодендроцитов из нейросфер или диспергированных
одиночных клеток запатентован. Предшественнники идентифицировали фенотипически
по белку О4 и рецептору для PDGF.
|