клетка-прародитель

Клетка, которая дифференцируется в один или несколько типов клеток

Нейронные предшественники (зеленые) в обонятельной луковице с астроцитами (синие).

Пример схемы деления клетки-предшественника (ПК), в результате которого образуется промежуточная клетка-предшественник (IPC). Обе клетки позже производят одну или две нервные клетки (N).

Клетка -предшественница — это биологическая клетка , которая может дифференцироваться в клетки определенного типа. Стволовые клетки и клетки-предшественники обладают этой общей способностью. Однако стволовые клетки менее конкретизированы, чем клетки-предшественники. Клетки-предшественники могут дифференцироваться только в свой «целевой» тип клеток. ^[1] Наиболее важное различие между стволовыми клетками и клетками-предшественниками заключается в том, что стволовые клетки могут реплицироваться бесконечно, тогда как клетки-предшественники могут делиться только ограниченное количество раз. Споры по поводу точного определения остаются, и концепция все еще развивается. ^[2]

Термины «клетка-предшественник» и «стволовая клетка» иногда приравнивают. ^[3]

Характеристики

Большинство предшественников идентифицированы как олигопотентные . С этой точки зрения их можно сравнить со взрослыми стволовыми клетками, но считается, что предшественники находятся на дальнейшей стадии клеточной дифференцировки. Они находятся «на полпути» между стволовыми клетками и полностью дифференцированными клетками. Вид их активности зависит от типа их «родительских» стволовых клеток, а также от их ниши. Некоторые исследования показали, что клетки-предшественники мобильны и что эти клетки-предшественники могут перемещаться по организму и мигрировать к тканям, где они необходимы. ^[4] Многие свойства являются общими для взрослых стволовых клеток и клеток-предшественников.

Исследовать

Клетки-предшественники стали центром исследований по нескольким различным направлениям. Текущие исследования клеток-предшественников сосредоточены на двух различных приложениях: регенеративной медицине и биологии рака. Исследования регенеративной медицины сосредоточены на клетках-предшественниках и стволовых клетках, поскольку их клеточное старение в значительной степени способствует процессу старения. ^[5] Исследования в области биологии рака сосредоточены на влиянии клеток-предшественников на реакцию рака и на том, как эти клетки участвуют в иммунном ответе. ^[6]

Естественное старение клеток, называемое их клеточным старением, является одним из основных факторов старения на уровне организма. ^[7] Существует несколько различных идей о том, почему старение происходит на клеточном уровне. Было показано, что длина теломер положительно коррелирует с долголетием. ^{[8] [9]} Увеличение циркуляции клеток-предшественников в организме также положительно коррелирует с увеличением продолжительности жизни и регенеративными процессами. ^[10] Эндотелиальные клетки-предшественники (ЭПК) являются одним из основных направлений этой области. Это ценные клетки, поскольку они непосредственно предшествуют эндотелиальным клеткам, но имеют характеристики стволовых клеток. Эти клетки могут производить дифференцированные клетки для восполнения запасов, потерянных в естественном процессе старения, что делает их мишенью для исследований в области терапии старения. ^[11] Эта область регенеративной медицины и исследований старения все еще развивается.

Недавние исследования показали, что гемопоэтические клетки-предшественники способствуют иммунным реакциям в организме. Было показано, что они реагируют на ряд воспалительных цитокинов . Они также способствуют борьбе с инфекциями, обеспечивая восстановление истощенных ресурсов, вызванных инфекционным стрессом иммунной системы. Воспалительные цитокины и другие факторы, высвобождаемые во время инфекций, активируют кроветворные клетки-предшественники для дифференцировки и восполнения утраченных ресурсов. ^[12]

Примеры

Характеристика или определяющий принцип клеток-предшественников, чтобы отделить их от других, основана на различных клеточных маркерах, а не на их морфологическом внешнем виде. ^[13]

• Клетки-сателлиты обнаружены в мышцах . Они играют важную роль в дифференцировке мышечных клеток и восстановлении после травм.
• В субвентрикулярной зоне формируются промежуточные клетки-предшественники . ^[14] Некоторые из этих транзитно-амплифицирующих нейрональных предшественников мигрируют через ростральный миграционный поток в обонятельную луковицу и далее дифференцируются в специфические типы нервных клеток.
• Радиальные глиальные клетки обнаруживаются в развивающихся областях мозга, особенно в коре. Эти клетки-предшественники легко идентифицируются по длинному радиальному отростку.
• Стромальные клетки костного мозга обнаруживаются в эпидермисе и составляют 10% клеток-предшественников. Их часто классифицируют как стволовые клетки из-за их высокой пластичности и потенциала неограниченной способности к самообновлению.
• Надкостница содержит клетки-предшественники, которые развиваются в остеобласты и хондробласты .
• Клетки-предшественники поджелудочной железы являются одними из наиболее изученных предшественников. ^[15] Их используют в исследованиях по разработке лекарства от диабета 1-го типа.
• Ангиобласты или эндотелиальные клетки-предшественники (ЭПК). Это очень важно для исследований в области заживления переломов и ран. ^[16]
• Бластные клетки участвуют в образовании В- и Т-лимфоцитов , которые участвуют в иммунных реакциях. ^{[17] [15]}
• Клетки пограничного чехла нервного гребня образуют барьер между клетками центральной нервной системы и клетками периферической нервной системы. ^[18] Стволовые клетки нервного гребня пограничной крышки способствуют выживанию мутантных мотонейронов SOD1. ^[19]

Развитие коры головного мозга человека

До 40-го дня эмбрионального развития (E40) клетки-предшественники образуют другие клетки-предшественники; после этого периода клетки-предшественники производят только разные дочерние мезенхимальные стволовые клетки. Клетки одной клетки-предшественника образуют пролиферативную единицу, которая создает один кортикальный столбец; эти столбцы содержат множество нейронов разной формы. ^[20]

Смотрите также

• Эндотелиальная клетка-предшественник
• Список различных типов клеток в организме взрослого человека

Рекомендации

1. Лоуренс Б.Е., Хортон П.М. (2013). Клетки-предшественники: биология, характеристика и потенциальное клиническое применение . Nova Science Publishers, Inc. с. 26.
2. Сиберг Р.М., ван дер Кой Д. (март 2003 г.). «Стволовые и клетки-предшественники: преждевременный отказ от строгих определений». Тенденции в нейронауках . 26 (3): 125–31. дои : 10.1016/S0166-2236(03)00031-6. PMID  12591214. S2CID  18639810.
3. «клетка-прародитель» в Медицинском словаре Дорланда.
4. Бадами, Чираг Д.; Ливингстон, Дэвид Х.; Сифри, Зиад К.; Капуто, Фрэнсис Дж.; Бонилья, Лариса; Мор, Алисия М.; Дейч, Эдвин А. (сентябрь 2007 г.). «Гематопоэтические клетки-предшественники мобилизуются к месту повреждения после травмы и геморрагического шока у крыс». Журнал травматологических инфекций и интенсивной терапии . 63 (3): 596–602. дои : 10.1097/TA.0b013e318142d231. ISSN  0022-5282. ПМИД  18073606.
5. Ахмед А.С., Шэн М.Х., Васник С., Baylink DJ, Lau KW (февраль 2017 г.). «Влияние старения на стволовые клетки». Всемирный журнал экспериментальной медицины . 7 (1): 1–10. дои : 10.5493/wjem.v7.i1.1 . ПМЦ 5316899 . ПМИД  28261550. 
6. Уайлдс Т.Дж., Флорес К.Т., Митчелл Д.А. (февраль 2019 г.). «Краткий обзор: Модулирование иммунитета к раку с помощью гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников». Стволовые клетки . 37 (2): 166–175. дои : 10.1002/stem.2933 . ПМК 6368859 . ПМИД  30353618. 
7. Гилберт, Скотт Ф.; Баррези, Майкл Дж. Ф. (15 июня 2016 г.). Биология развития (Одиннадцатое изд.). Сандерленд, Массачусетс: Синауэр. ISBN 978-1-60535-470-5. ОКЛК  945169933.
8. Боккарди В., Хербиг У. (август 2012 г.). «Генная терапия теломеразы: новый подход к борьбе со старением». ЭМБО Молекулярная медицина . 4 (8): 685–7. дои : 10.1002/emmm.201200246 . ПМК 3494068 . ПМИД  22585424. 
9. Бернард де Хесус Б., Вера Э., Шнебергер К., Техера А.М., Аюсо Э., Босх Ф., Бласко М.А. (август 2012 г.). «Генная терапия теломеразой у взрослых и старых мышей замедляет старение и увеличивает продолжительность жизни без увеличения рака». ЭМБО Молекулярная медицина . 4 (8): 691–704. дои : 10.1002/emmm.201200245 . ПМК 3494070 . ПМИД  22585399. 
10. Биль Дж. К., Рассел Б. (март 2009 г.). «Введение в терапию стволовыми клетками». Журнал сердечно-сосудистых медсестер . 24 (2): 98–103, викторина 104–5. дои : 10.1097/JCN.0b013e318197a6a5. ПМК 4104807 . ПМИД  19242274. 
11. Балистрери CR (2017). Эндотелиальные клетки-предшественники: новая реальная надежда? . Чам: Спрингер. ISBN 978-3-319-55107-4. ОКЛК  988870936.
12. Кинг Кентукки, Гуделл Массачусетс (сентябрь 2011 г.). «Воспалительная модуляция ЗКП: рассмотрение ГСК как основы иммунного ответа». Обзоры природы. Иммунология . 11 (10): 685–92. дои : 10.1038/nri3062. ПМЦ 4154310 . ПМИД  21904387. 
13. Морган Дж. Э., Партридж Т. А. (август 2003 г.). «Мышечные сателлитные клетки». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 35 (8): 1151–6. дои : 10.1016/s1357-2725(03)00042-6. ПМИД  12757751.
14. Ноктор СК, Мартинес-Серденьо В, Кригштейн АР (май 2007 г.). «Вклад промежуточных клеток-предшественников в кортикальный гистогенез». Архив неврологии . 64 (5): 639–42. дои : 10.1001/archneur.64.5.639 . ПМИД  17502462.
15. Awong G, Zuniga-Pflucker JC (июнь 2011 г.). «Связанный с тимусом: многие особенности предшественников Т-клеток». Границы бионауки . 3 (3): 961–9. дои : 10.2741/200. ПМИД  21622245.
16. Барбер CL, Ируэла-Ариспе ML (апрель 2006 г.). «Неуловимые эндотелиальные клетки-предшественники: особенности, функции и клинические последствия». Педиатрические исследования . 59 (4 Пт 2): 26П–32П. дои : 10.1203/01.pdr.0000203553.46471.18 . ПМИД  16549545.
17. Каротта С., Натт С.Л. (март 2008 г.). «Потеря идентичности B-клеток». Биоэссе . 30 (3): 203–7. дои : 10.1002/bies.20725. ПМИД  18293359.
18. Монк КР, Фельтри МЛ, Таведжа С (2015). «Новые взгляды на развитие шванновских клеток». Глия . 63 (8): 1376–93. дои : 10.1002/glia.22852. ПМЦ 4470834 . ПМИД  25921593. 
19. Аггарвал, Т; Хобер, Дж; Иверт, П; Васильовская, С; Козлова Е.Н. (июль 2017). «Стволовые клетки нервного гребня пограничной кепки способствуют выживанию мутантных мотонейронов SOD1». Нейротерапия . 14 (3): 773–783. дои : 10.1007/s13311-016-0505-8. ПМК 5509618 . ПМИД  28070746. 
20. Мейсон Дж.О., Прайс-ди-джей (октябрь 2016 г.). «Строительство мозга в чашке: перспективы выращивания церебральных органоидов из стволовых клеток». Нейронаука . 334 : 105–118. doi : 10.1016/j.neuroscience.2016.07.048 . hdl : 20.500.11820/53d8facf-017e-4f79-9ca7-9fdf2194e4d5 . ПМИД  27506142.