В то время как мегакариоциты наиболее известны производством тромбоцитов, которые заживляют раны, эти "мега" клетки, обнаруженные в костном мозге, также играют решающую роль в регуляции стволовых клеток, согласно новому исследованию Института медицинских исследований Стоуэрса. Фактически, гемопоэтические стволовые клетки дифференцируются с образованием мегакариоцитов в костном мозге. Исследование Стоуэрса впервые показало, что гемопоэтические стволовые клетки (родительские клетки) могут напрямую контролироваться их собственным потомством (мегакариоцитами).
Результаты исследования лаборатории Стоуэрса Линьхэн Ли, доктора философии.D., описанный в октябрьском. 19 выпуск журнала Nature Medicine, может заставить исследователей переосмыслить то, что они знают о работе мегакариоцитов, и потенциально привести к новым методам лечения пациентов, выздоравливающих после химиотерапии или трансплантации органов.
"Наши результаты предполагают, что мегакариоциты могут быть использованы в клинической практике для облегчения регенерации взрослых стволовых клеток и увеличения культивируемых клеток для трансплантации взрослых стволовых клеток," говорит Мэн Чжао, доктор философии.D., докторант в Stowers и ведущий автор исследования.
Исследователи Стоуэрса обнаружили, что мегакариоциты напрямую регулируют функцию гемопоэтических стволовых клеток мыши – взрослых стволовых клеток, которые образуют кровь и иммунные клетки и постоянно обновляют кровоснабжение организма. Эти клетки также могут развиваться во все типы клеток крови, включая лейкоциты, эритроциты и тромбоциты.
Из-за их замечательной способности обновляться и дифференцироваться в другие клетки кроветворные стволовые клетки являются предметом интенсивных исследований и используются для лечения многих заболеваний и состояний. Трансплантация изолированных гемопоэтических стволовых клеток человека используется при лечении анемии, иммунодефицита и других заболеваний, включая рак.
Фундаментальные исследования были сосредоточены на идентификации и характеристике гемопоэтических стволовых клеток, однако до сих пор не ясно, как на самом деле работают гемопоэтические стволовые клетки и как они регулируются из-за сложности микросреды костного мозга. Чжао и его коллеги обнаружили, что мегакариоциты, будучи терминально дифференцированными потомками, регулируют кроветворные стволовые клетки, выполняя две ранее неизвестные функции.
"Мегакариоциты могут напрямую регулировать количество гемопоэтических стволовых клеток, сообщая клеткам, когда они должны оставаться в стадии покоя, а когда им необходимо начать пролиферировать, чтобы удовлетворить повышенный спрос," Он добавляет, что важно поддерживать этот хрупкий баланс. "Вы не хотите иметь слишком много или слишком мало гемопоэтических стволовых клеток."
Эти данные подтверждаются аналогичным исследованием лаборатории Пола С. Френетт, доктор философии.D., в Медицинском колледже Альберта Эйнштейна, также сообщалось в октябре. 19 выпуск журнала Nature Medicine.
Используя передовые технологии центров цитометрии, визуализации и гистологии Института, исследователи изучили взаимосвязь между мегакариоцитами и гемопоэтическими стволовыми клетками в костном мозге мышей. В ходе своих исследований они обнаружили, что белок трансформирующий фактор роста B1 (TGF-B1), содержащийся в мегакариоцитах, сигнализирует о покое гемопоэтических стволовых клеток. Они также обнаружили, что при стрессе от химиотерапии мегакариоциты сигнализируют о факторе роста фибробластов 1 (FGF1), чтобы стимулировать пролиферацию гемопоэтических стволовых клеток.
"Наши результаты показывают, что мегакариоциты необходимы для восстановления гемопоэтических стволовых клеток после химиотерапии," объясняет Ли. Это открытие может дать представление об использовании факторов, происходящих из мегакариоцитов, таких как TGF-B1 и FGF1, в клинических условиях для облегчения регенерации гемопоэтических стволовых клеток, добавляет он.
Создание ниши мегакариоцитов (особой среды, в которой стволовые клетки живут и обновляются), которая поддерживает рост гемопоэтических стволовых клеток в культуре, является следующим шагом для исследователей. Чжао и его коллеги также изучают, можно ли использовать нишу мегакариоцитов для увеличения количества гемопоэтических стволовых клеток человека in vitro и трансплантации стволовых клеток пациентам.