Клетка, которая дифференцируется в один или несколько типов клеток
Нейронные предшественники (зеленые) в обонятельной луковице с астроцитами (синие).Пример модели деления клетки-предшественницы (ПК), в результате которого образуется промежуточная клетка-предшественница (ИПК). Обе клетки впоследствии производят одну или две нервные клетки (N).
Клетка -предшественник — это биологическая клетка , которая может дифференцироваться в определенный тип клеток. Стволовые клетки и клетки-предшественники имеют эту способность. Однако стволовые клетки менее специфичны, чем клетки-предшественники. Клетки-предшественники могут дифференцироваться только в свой «целевой» тип клеток. [1] Самое 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 о точном определении продолжаются, и концепция все еще развивается. [2]
Термины «клетка-предшественник» и «стволовая клетка» иногда отождествляют. [3]
Характеристики
Большинство клеток-предшественников определяются как олигопотентные . С этой точки зрения их можно сравнить со взрослыми стволовыми клетками, но считается, что клетки-предшественники находятся на более поздней стадии дифференциации клеток. Они находятся «на полпути» между стволовыми клетками и полностью дифференцированными клетками. Вид их потенции зависит от типа их «родительской» стволовой клетки, а также от их ниши. Некоторые исследования показали, что клетки-предшественники были мобильны и что эти клетки-предшественники могли перемещаться по телу и мигрировать к тканям, где они нужны. [4] Многие свойства являются общими для взрослых стволовых клеток и клеток-предшественников.
Исследовать
Клетки-предшественники стали центром исследований на нескольких различных фронтах. Текущие исследования клеток-предшественников сосредоточены на двух различных приложениях: регенеративная медицина и биология рака. Исследования регенеративной медицины сосредоточены на клетках-предшественниках и стволовых клетках, поскольку их клеточное старение вносит большой вклад в процесс старения. [5] Исследования биологии рака сосредоточены на влиянии клеток-предшественников на раковые реакции и на том, как эти клетки связаны с иммунным ответом. [6]
Естественное старение клеток, называемое клеточным старением, является одним из основных факторов старения на уровне организма. [7] Существует несколько различных идей относительно причины, по которой 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 долголетия и регенеративными процессами. [10] Эндотелиальные клетки-предшественники (ЭПК) являются одним из основных направлений этой области. Они являются ценными клетками, поскольку они непосредственно предшествуют эндотелиальным клеткам, но обладают характеристиками стволовых клеток. Эти клетки могут производить дифференцированные клетки для восполнения запаса, утраченного в естественном процессе старения, что делает их целью исследований терапии старения. [11] Эта область регенеративной медицины и исследований старения в настоящее время 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 обновление истощенных ресурсов, вызванных стрессом инфекции на иммунную систему. Воспалительные цитокины и другие факторы, высвобождаемые во время инфекций, активируют гемопоэтические клетки-предшественники для дифференциации с целью восполнения утраченных ресурсов. [12]
Примеры
Характеристика или принцип определения клеток-предшественников, позволяющий отделить их от других, основан на различных клеточных маркерах, а не на их морфологическом виде. [13]
Клетки-сателлиты, обнаруженные в мышцах . Они играют важную роль в дифференциации мышечных клеток и восстановлении после травм.
Радиальные глиальные клетки, обнаруженные в развивающихся областях мозга, особенно в коре. Эти клетки-предшественники легко идентифицируются по их длинному радиальному отростку.
Стромальные клетки костного мозга, находящиеся в эпидермисе и составляющие 10% клеток-предшественников. Их часто относят к стволовым клеткам из-за их высокой пластичности и потенциальной неограниченной способности к самообновлению.
Клетки-предшественники поджелудочной железы являются одними из наиболее изученных клеток-предшественников. [15] Они используются в исследованиях по разработке лекарства от диабета 1-го типа.
Пограничные колпачковые клетки нервного гребня образуют барьер между клетками центральной нервной системы и клетками периферической нервной системы. [18] Пограничные колпачковые стволовые клетки нервного гребня способствуют выживанию мутантных двигательных нейронов SOD1. [19]
Развитие коры головного мозга человека
До 40-го дня эмбрионального развития (E40) клетки-предшественники генерируют другие клетки-предшественники; после этого периода клетки-предшественники производят только непохожие дочерние мезенхимальные стволовые клетки. Клетки из одной клетки-предшественника формируют пролиферативную единицу, которая создает одну кортикальную колонку; эти колонки содержат множество нейронов с различной формой. [20]
^ Lawrence BE, Horton PM (2013). Клетки-предшественники: биология, характеристика и потенциальное клиническое применение . Nova Science Publishers, Inc. стр. 26.
^ Seaberg RM, van der Kooy D (март 2003 г.). «Стволовые и прогениторные клетки: преждевременный отказ от строгих определений». Trends in Neurosciences . 26 (3): 125–31. doi :10.1016/S0166-2236(03)00031-6. PMID 12591214. S2CID 18639810.
^ Бадами, Чираг Д.; Ливингстон, Дэвид Х.; Сифри, Зиад К.; Капуто, Фрэнсис Дж.; Бонилла, Ларисса; Мор, Алисия М.; Дейч, Эдвин А. (сентябрь 2007 г.). «Гемопоэтические клетки-предшественники мобилизуются к месту повреждения после травмы и геморрагического шока у крыс». Журнал травматической инфекции и интенсивной терапии . 63 (3): 596–602. doi :10.1097/TA.0b013e318142d231. ISSN 0022-5282. PMID 18073606.
^ Ahmed AS, Sheng MH, Wasnik S, Baylink DJ, Lau KW (февраль 2017 г.). «Влияние старения на стволовые клетки». World Journal of Experimental Medicine . 7 (1): 1–10. doi : 10.5493/wjem.v7.i1.1 . PMC 5316899. PMID 28261550 .
^ Wildes TJ, Flores CT, Mitchell DA (февраль 2019 г.). «Краткий обзор: модуляция иммунитета к раку с помощью гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток». Стволовые клетки . 37 (2): 166–175. doi : 10.1002/stem.2933 . PMC 6368859. PMID 30353618 .
^ Гилберт, Скотт Ф.; Баррези, Майкл Дж. Ф. (15 июня 2016 г.). Биология развития (Одиннадцатое изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer. ISBN978-1-60535-470-5. OCLC 945169933.
^ Boccardi V, Herbig U (август 2012 г.). «Генная терапия теломеразы: новый подход к борьбе со старением». EMBO Molecular Medicine . 4 (8): 685–7. doi : 10.1002/emmm.201200246 . PMC 3494068. PMID 22585424 .
^ Бернардес де Хесус Б., Вера Э., Шнеебергер К., Техера А.М., Аюсо Э., Бош Ф., Бласко М.А. (август 2012 г.). «Генная терапия теломеразы у взрослых и старых мышей замедляет старение и увеличивает продолжительность жизни, не увеличивая риск рака». EMBO Molecular Medicine . 4 (8): 691–704. doi : 10.1002/emmm.201200245 . PMC 3494070. PMID 22585399 .
^ Biehl JK, Russell B (март 2009). «Введение в терапию стволовыми клетками». Журнал кардиоваскулярного сестринского дела . 24 (2): 98–103, тест 104–5. doi :10.1097/JCN.0b013e318197a6a5. PMC 4104807. PMID 19242274 .
^ King KY, Goodell MA (сентябрь 2011 г.). «Воспалительная модуляция HSC: рассмотрение HSC как основы иммунного ответа». Nature Reviews. Иммунология . 11 (10): 685–92. doi :10.1038/nri3062. PMC 4154310. PMID 21904387 .
^ Morgan JE, Partridge TA (август 2003 г.). «Клетки-сателлиты мышц». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 35 (8): 1151–6. doi :10.1016/s1357-2725(03)00042-6. PMID 12757751.
^ Noctor SC, Martínez-Cerdeño V, Kriegstein AR (май 2007 г.). «Вклад промежуточных клеток-предшественников в кортикальный гистогенез». Архивы неврологии . 64 (5): 639–42. doi : 10.1001/archneur.64.5.639 . PMID 17502462.
^ ab Awong G, Zuniga-Pflucker JC (июнь 2011 г.). «Связанные с тимусом: многочисленные особенности предшественников Т-клеток». Frontiers in Bioscience . 3 (3): 961–9. doi :10.2741/200. PMID 21622245.
^ Barber CL, Iruela-Arispe ML (апрель 2006 г.). «Вечно неуловимая эндотелиальная клетка-предшественник: идентичность, функции и клинические последствия». Pediatric Research . 59 (4 Pt 2): 26R–32R. doi : 10.1203/01.pdr.0000203553.46471.18 . PMID 16549545.
