Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Стволовые клетки поедают старых соседей

Все новости ›

Поглощая умирающие клетки в волосяных сумках, местные стволовые клетки поддерживают здоровье кожи.

Ежедневно у нас исчезают миллиарды клеток: они отработали своё, накопили массу повреждений, и, чтобы не доставлять неприятностей окружающим, им хорошо бы погибнуть. У клеток есть специальные программы самоуничтожения, кроме того, есть другие клетки, которые их в прямом смысле съедают. Это, во-первых, иммунные клетки, задача которых – целенаправленно искать состарившиеся и умирающие клетки и клеточные обломки. Тут важно уточнить, что такой работой должны заниматься не всякие иммунные клетки, а особая их разновидность под названием макрофаги: они убирают клеточный мусор, не поднимая большой тревоги и не принимая естественную клеточное старение и гибель за опасную болезнь.

Волосяные фолликулы мыши; синим окрашены клеточные ядра, красным и оранжевым окрашены – стволовые клетки. (Фото: NIH Image Gallery / Flickr.com

Во-вторых, поеданием старых клеток занимаются некоторые другие типы клеток, среди которых есть и стволовые. Про стволовые клетки мы знаем, что они должны постоянно делиться – их потомки, приобретая специализацию, заменяют собой те самые старые клетки, которые вышли из строя. Но бывает, когда стволовая клетка чувствует рядом собой состарившуюся и умирающую, она входит в режим уборки, после чего возвращается к обычным стволовым обязанностям. На самом деле, такое поведение клеток известно уже довольно давно, просто некоторые детали процесса оставались от нас скрыты. В недавней статье в Nature сотрудники Рокфеллеровского университета и Йельского университета* описывают молекулярно-клеточные подробности того, как стволовые клетки распознают тех, кого надо съесть, и почему они вообще занимаются подобными вещами.

Эксперименты ставили с мышиными клетками волосяных фолликулов, или волосяных луковиц. Волосяной фолликул – это место, из которого растут волосы, в нём живут клетки самых разных типов, в том числе и стволовые. Они активны не всё время: у фолликула есть фаза активного роста (анаген), затем следует фаза окончания активного роста и дегенерации (катаген) – нижняя часть волосяного фолликула (луковицы) ужимается и волос отключается от кровоснабжения. Третья фаза – телоген, фаза отдыха: волосяной фолликул ничего не делает, волос же какое-то время остаётся в волосяной сумке, а потом выпадает. Дальше цикл повторяется.

Часть стволовых клеток погибает в фазу дегенерации (катаген) – их съедают другие стволовые клетки. Поведение стволовые поедателей управляется двумя определёнными белками – транскрипционными факторами. Тут нет ничего необычного: любое поведение любой клетки зависит от того, насколько у неё активны те или иные гены, то есть насколько активно информация из генов, то есть из ДНК, копируется в РНК. Перенос информации с ДНК в РНК называется транскрипцией, а управляют ей разнообразные транскрипционные факторы.

Здесь важно, какие именно сигналы ловят сами транскрипционные факторы перед тем, как активировать конкретный ген. В данном случае факторы «стволового поедания» чувствуют молекулярные послания одновременно от здоровых клеток и от умирающих. Мы говорили, что в старых клетках активируются программы самоуничтожения, и одна из самых известных таких программ – апоптоз. Апоптотические клетки выбрасывают из себя разные молекулы, в том числе особые липиды, которые здоровые клетки не выделяют. Здоровые же стволовые клетки волосяного фолликула выделяют ретиноевую кислоту.

Сигнал от здоровых соседей каждая отдельная стволовая клетка чувствует всегда. Но когда к ретиноевой кислоте присоединяются липиды от апоптотических клеток, то стволовая клетка настраивается на фагоцитоз – теперь она готова физически поглотить то, что останется от апоптотической клетки. (А убирать такие остатки необходимо: пусть самоуничтожающаяся клетка всё делает аккуратно и по правилам, от неё всё-таки что-то остаётся.) Со временем старых клеток становится всё меньше, липидный сигнал слабеет, остаётся только ретиноевый, и стволовые клетки переключаются из поедательного-фагоцитирующего режима в обычный стволовой.

Иммунные макрофаги, которые обычно считаются главными уборщиками клеточно-молекулярного мусора, тоже чувствуют сигналы апоптотических клеток, но именно в волосяных фолликулах они перемещаются медленно, и если полагаться только на них, то уборка мусора займёт несколько дней. Убирать же его нужно поскорее: эксперименты показали, что кожа в принципе начинает себя плохо чувствовать, если у стволовых клеток отключить способность поедать старых соседей. Без стволовых поедателей мусора накапливается столько, что даже макрофаги не могут с ним справиться. Поэтому вполне целесообразно, что мусороуборочные свойства есть у самих стволовых клеток: пусть они неподвижны, но то, что у них под боком, они съедят довольно быстро. Вполне возможно, что они извлекают пользу из чужих липидов, белков, нуклеиновых кислот и пр., которые успели поглотить – в конце концов, всё это можно использовать в собственном хозяйстве. Не исключено, что у стволовых клеток других органов и тканей есть похожие свойства, и что состояние этих органов и тканей зависит от умения местных стволовых клеток вовремя съедать своих соседей, но подобные предположения надо проверять новыми экспериментами.

Деятельность Yale University («Йельский Университет») признана нежелательной на территории РФ.

25 августа 2024

Автор: Кирилл Стасевич

Статьи по теме:


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie и рекомендательные технологии. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie и рекомендательных технологий на вашем устройстве. Подробнее

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки