Стволовые клетки
Стволовы́е кле́тки — иерархия особых клеток живых организмов, каждая из которых способна впоследствии изменяться (дифференцироваться) особым образом (то есть получать специализацию и далее развиваться как обычная клетка). Стволовые клетки способны асимметрично делиться, из-за чего при делении образуется клетка, подобная материнской (самовоспроизведение), а также новая клетка, которая способна дифференцироваться.
Содержание |
[править] Историческая справка
Термин «стволовая клетка» был введён в научный обиход русским гистологом Александром Максимовым (1874—1928). Он постулировал существование стволовой кроветворной клетки. На заседании Общества гематологов в Берлине 1 июня 1909 года он ввёл понятие «Stammzelle», подразумевая под этим определением лимфоцит в более широком значении этого слова, как клетку, способную быть стволовой в современном понимании этого слова[1][2].
В шестидесятые годы XX века Тилл (англ.)русск. и Маккалох (англ.)русск.[3], а также Меткалф (англ.)русск. и его сотрудники[4], показали, что внутривенное введение костномозговых клеток от здоровой мыши к сингенной летально облучённой мыши приводит к образованию в селезёнке колоний из клеток всех направлений гемопоэтической дифференцировки. С разработкой клонального метода для выявления клеток-предшественников in-vitro, так называемых колониеобразующих единиц (КОЕ), стало возможным проследить за дифференцировкой всех миелоидных ростков.
А. Я. Фриденштейн и его сотрудники впервые показали, что в костном мозге, помимо гемопоэтических, имеются стромальные стволовые клетки, которые при культивировании формировали колонии фибробластоподобных клеток. Пересадка таких колоний под капсулу почки мыши в диффузионной камере приводила к формированию костной или жировой ткани.[5]
В 1981 году английский биолог Мартин Эванс впервые выделил недифференцированные плюрипотентные линии стволовых клеток, полученные из бластоцисты мыши.
В 1998 году Д. Томпсон и Д. Герхарт выявили бессмертную линию эмбриональных стволовых клеток (ЭСК).
В 1999 году журнал «Science» признал открытие эмбриональных стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека»[1].
В 2009 году южно-корейского учёного Хуанг Ву-Сук обвинили в мошенничестве, связанном с его исследованиями в области клонирования стволовых клеток[6]. Он утверждал, что он и его команда извлекли ткани из клонированных человеческих эмбрионов, которые были идентичны по ДНК клеткам 11 пациентов. Однако университетская комиссия, проводившая расследования, выяснила, что все 11 наборов данных были произведены от 2 линий стволовых клеток.
[править] Описание
Корнем иерархии стволовых клеток является тотипотентная зигота. В ходе первых нескольких делений зиготы млекопитающих бластомеры сохраняют тотипотентность, и при потере целостности зародыша это может приводить к появлению монозиготных близнецов. К ветвям иерархии относятся плюрипотентные и мультипотентные (бластные) стволовые клетки. Листьями (конечными элементами) иерархии являются зрелые унипотентные клетки тканей организма.
Нишами стволовых клеток называются места в ткани, где постоянно залегают стволовые клетки, делящиеся по мере надобности для дальнейшей дифференциации.
Стволовые клетки размножаются путём деления, как и все остальные клетки. Отличие стволовых клеток состоит в том, что они могут делиться неограниченно, а зрелые клетки обычно имеют ограниченное количество циклов деления (см. предел Хейфлика).
Вторая характерная особенность стволовых клеток заключается в том, что при их делении одна из дочерних клеток дифференцируется, а вторая остается стволовой. За счет этого стволовые клетки образуют самоподдерживающуюся популяцию.
Когда происходит созревание стволовых клеток, то они проходят несколько стадий. В результате в организме имеется ряд популяций стволовых клеток различной степени зрелости. В норме, чем более зрелой является клетка, тем меньше вероятность того, что она сможет превратиться в клетку другого типа. Но всё же это возможно благодаря феномену трансдифференцировки клеток (англ.)русск..
ДНК в большинстве клеток одного организма (кроме половых), в том числе и стволовых, одинакова. Клетки различных органов и тканей, например, клетки кости и нервные клетки, различаются только тем, какие гены у них включены, а какие выключены, то есть регулированием экспрессии генов, например, путём метилирования ДНК. Фактически, с осознанием существования зрелых и незрелых клеток был обнаружен новый уровень управления клетками. Геном у всех клеток идентичен, но режим работы, в котором он находится — различен.
В различных органах и тканях взрослого организма существуют частично созревшие стволовые клетки, готовые быстро дозреть и превратиться в клетки нужного типа. Они называются бластными клетками. Например, частично созревшие клетки мозга — это нейробласты, кости — остеобласты, в скелетных мышцах — миосателлитоциты и так далее. Дифференцировку могут запускать как внутренние причины, так и внешние. Любая клетка реагирует на внешние раздражители, в том числе и на специальные сигналы цитокины. Например, есть сигнал (вещество), служащий признаком перенаселённости. Если клеток становится очень много, то этот сигнал сдерживает деление. В ответ на сигналы клетка может регулировать экспрессию генов.
[править] Характеристики эмбриональных стволовых клеток
- Тотипотентность — способность образовывать любую из примерно 350 типов клеток организма (у млекопитающих)[источник не указан 252 дня];
- Хоуминг — способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию;
- Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток, находятся не в ядре, а в цитоплазме. Это избыток мРНК всех 3 тысяч генов[источник не указан 343 дня], которые отвечают за раннее развитие зародыша;
- Теломеразная активность. При каждой репликации часть теломер утрачивается (см. Предел Хейфлика). В стволовых, половых и опухолевых клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить потенциально бесконечное количество клеточных делений, они бессмертны.
[править] Интересные факты
- Стволовых клеток в нашем организме очень мало:
- у эмбриона — 1 клетка на 10 тысяч,
- у человека в 60-80 лет — 1 клетка на 5-8 миллионов[источник не указан 336 дней].
- Стволовые клетки растений также называют камбиальными (от лат. cambium — обмен, смена).
[править] Использование стволовых клеток в медицине
[править] В России
Распоряжением Правительства РФ от 23 декабря 2009 г. № 2063-р Минздравосцразвития России, Минпромторгу России и Минобрнауки России поручено до конца 2010 г. разработать и представить на рассмотрение в Государственную думу РФ проект закона «О применении биомедицинских технологий в медицинской практике», регламентирующего медицинское применение стволовых клеток, как одной из биомедицинских технологий. Поскольку законопроект вызвал[7] возмущение общественности и ученых, он был отправлен на доработку и на данный момент он не принят.
1 июля 2010 года Федеральная службой по надзору в сфере здравоохранения и социального развития выдала первое разрешение на применение новой медицинской технологии ФС № 2010/255 (лечение собственными стволовыми клетками).
3 февраля 2011 года Федеральная службой по надзору в сфере здравоохранения и социального развития выдала разрешение на применение новой медицинской технологии ФС № 2011/002 (лечение донорскими стволовыми клетками следующих патологий: возрастные изменения кожи лица второй или третьей степени, наличие раневого дефекта кожи, трофической язвы, лечение аллопеции, атрофическое поражение кожи, в том числе атрофические полосы (striae), ожоги, диабетической стопы)
[править] На Украине
Сегодня на Украине разрешено проведение клинических испытаний (Приказ МЗ Украины № 630 «О проведении клинических испытаний стволовых клеток», 2007 г.[8][9]) по лечению следующих патологий с применением стволовых клеток[источник не указан 302 дня]: панкреонекроз, цирроз печени[нет в источнике], гепатиты, ожоговая болезнь, сахарный диабет 2-го типа, рассеянный склероз, критическая ишемия нижних конечностей.
[править] См. также
[править] Примечания
- ↑ 1 2 Стволовые клетки: история и перспективы — Медицинский портал 03
- ↑ Maximow A. Der Lymphozyt als gemeinsame Stammzelle der verschiedenen Blutelemente in der embryonalen Entwicklung und im postfetalen Leben der Säugetiere. Folia Haematol (Leipz). 1909; 8:125-141; [http://www.ctt-journal.com/1-3-en-maximow-1909-translation.html?&L=1 Полный текст на русском языке
- ↑ Till J. E., McCulloch E. A. A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mouse bone marrow cells (англ.) // Radiation Research. — 1961. — Т. 14. — № 2. — С. 213—222.
- ↑ Metcalf D., Moor M. A. Haemopoietic cells. — London, 1971. — ISBN 978-0-44-410127-3
- ↑ Friedenstein A. Ya., Cell Tissue Kinet. 1970: 3:397
- ↑ Стволовые клетки создали методом клонирования
- ↑ Поддержи 13 тезисов разума к законам о биотехнологиях
- ↑ NAU-Online -> Об утверждении Порядка проведения клинических испытаний тканевых и клеточных трансплантатов и экспертизы материалов клинических испытаний и внесении изменений в …
- ↑ Пошук за реквізитами :: Нормативні документи :: МОЗ України
[править] Ссылки
- «Что такое стволовые клетки», Корочкин Л. И., журнал «Природа», 2005, № 6.
- Критическая статья «Звезды умирают от рака после омоложения стволовыми клетками?» в Космомольской Правде
 |
Это заготовка статьи по биологии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
