Гемопоэтические стволовые клетки и лимфоидные прогениторные клетки занимают разные ниши в костном мозге

В то время как большинство исследователей сходится во мнении, что гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) находятся в специфическом микроокружении, называемом гемопоэтической нишей, большинство экспериментальных манипуляций в этой области влияли на функции не самих ГСК, а более дифференцированных гемопоэтических прогениторных клеток. Это приводит к вполне закономерному вопросу - имеют ли гемопоэтические стволовые клетки и их более позднее потомство одну нишу или этим популяциям свойственно разное специфическое микроокружение?

На сегодняшний день общепринятым является следующее строение гемопоэтической ниши: выделяют эндостальную нишу, образованную остеобластами и мезенхимальными стромальными клетками, и периваскулярную нишу, состоящей из эндотелиоцитов и имеющих периваскулярную локализацию популяций мезенхимальных стромальных клеток. Одним из важнейших паракринных факторов, регулирующих жизнедеятельность ГСК в пределах гемопоэтической ниши, считают CXCL12 (C-X-C motif chemokine 12, также известный как stromal cell-derived factor 1, SDF-1).

Группа исследователей под руководством Sean J. Morrison изучила экпрессию хемокина CXCL12 разными клеточными популяциями костномозговой ниши для поддержания гемопоэтических стволовых клеток и более дифференцированных прогениторных клеток. Исследование показало, что CXCL12 экспрессируется в основном периваскулярными стромальными клетками, также более низкие уровни его экпрессии обнаружены у эндотелиальных клетках, остеобластов и некоторых клеток гемопоэтического ряда. 

Используя трансгенных мышей, ученые оценили, как влияет подавление экспрессии CXCL12 в разных клетках костного мозга на количество и функционирование ГСК и гемопоэтических клеток-предшественниц. Подавление экспрессии CXCL12 гемопоэтических клеток и nestin-позитивных мезенхимальных стволовых клеток не влияет на ГСК или гемопоэтические клетки-предшественницы. Подавление экспрессии CXCL12 в эндотелиальных клетках приводит к снижению количества ГСК, но не влияет на миелоидные и лимфоидные прогениторные клетки. Подавление экспрессии CXCL12 в периваскулярных стромальных клетках ведет к уменьшению количества ГСК и некоторых прогениторных клеток, а также приводит к мобилизации этих клеток в кровоток. Подавление экпрессии CXCL12 в остеобластах приводит к снижению количества лимфоидных прогениторных клеток, но не влияет на ГСК и миелоидные предшественники, и не стимулирует мобилизацию этих клеток.

Таким образом, ученые показали, что гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественницы находятся в разных костномозговых нишах: ГСК связаны с периваскулярной нишей, состоящей из эндотелиоцитов и периваскулярных мезенхимальных стромальных клеток. В то время как лимфоидные прогениторные клетки находятся в эндостальной нише и испытывают влияние составляющих ее остеобластов. Это открытие заставляет пересмотреть общепринятую картину костномозговой ниши и готовит почву для новых исследований в области регуляции кроветворения.

Литература:

Ding L, Morrison SJ. Haematopoietic stem cells and early lymphoid progenitors occupy distinct bone marrow niches. Nature. 2013 Mar 14;495(7440):231-5. doi:10.1038/nature11885. Epub 2013 Feb 24.

Абстракт