Функция клеток микроглии в мозге хорошо известна: это подразделение иммунной системы, уничтожающее патогены и больные клетки. Но это во взрослом мозге. Между тем микроглиальные клетки есть и у эмбрионов, и долгое время никто не понимал, что они там делают. Их часто находили рядом со стволовыми клетками, которые дают начало нейронам, причём клетки микроглии буквально липли в большом количестве к стволовым.

Клетки микроглии в мозге мыши (фото mluon753).Как оказалось, микроглия попросту съедает лишние стволовые клетки, которые могут создать в мозгу опасный излишек нейронов.

Стивен Ноктор из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) и его коллеги метили разными флюоресцентными красителями клетки микроглии и нервные стволовые клетки в мозгу эмбриона мыши. Затем брали образцы ткани, помещали её в инкубатор и через некоторое время наблюдали за происходящим. Происходило вот что: микроглиальные клетки подходили к скоплению стволовых клеток, выделяли среди них какую-нибудь одну и съедали её. Весь процесс нападения и поглощения занимал около двух часов. Тот же результат был и в случае, когда вместо эмбриона мыши использовался эмбрион обезьяны.

Когда исследователи пытались подействовать на аппетит микроглиальных клеток, то это немедленно сказывалось на итоговом количестве нейронов: их становилось либо больше, либо меньше, в зависимости от того, подавляли активность микроглии или стимулировали. Если микроглию вообще удаляли из развивающегося мозга, образование нейронов становилось неконтролируемым. А избыток нервных клеток, как известно, может очень плохо сказаться на архитектуре мозга, и получается, что микроглия следит за правильным его, мозга, развитием.

Избыток нейронов часто отмечается при таких психоневрологических болезнях, как аутизм и шизофрения, и это, возможно, связано как раз с тем, что во время эмбрионального развития служебные микроглиальные клетки по какой-то причине плохо выполняли свою работу.

Результаты исследования будут опубликованы в издании Journal of Neuroscience.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Плоские черви планарии во взрослом состоянии сохраняют «всемогущие» стволовые клетки, способные превратиться в клетку любой другой ткани и органа. При сильных повреждениях одна такая клетка фактически может заново создать взрослую планарию.

ПланарияФантастические способности планарий к регенерации известны давно. Если разрезать этого плоского червя на 100 фрагментов, то каждый из них восстановит полноценный организм, со всеми системами и внутренними органами. Но источник таких регенерационных способностей долгое время оставался неизвестным.

Оказалось, что у взрослых планарий в организме остаётся заметная популяция эмбриональных стволовых клеток, из которых развиваются клетки любого типа. Многие животные, в том числе человек, сохраняют стволовые клетки до зрелого возраста, но они не имеют универсальности. Так, гематопоэтические стволовые клетки могут дать только клетки крови; стволовые клетки кожи способны восстанавливать лишь покровы тела, кожу и волосы.

Питер Реддин из Медицинского института Говарда Хьюза вместе с коллегами из Массачусетского технологического института решил выяснить способности стволовых клеток планарий. Чтобы подавить способность клеток червей к делению, исследователи подвергали планарий радиационному облучению; при этом выбранная доза радиации позволяла выжить некоторым необластам (клеткам, которые мигрируют в зоны поражений и заживляют раны, образуя здоровую ткань). Такие необласты, когда их потом пытались выращивать в культуре клеток, демонстрировали все свойства стволовых клеток, образуя клетки различных тканей. Некоторые из необластов (их назвали клоногенными) были в состоянии превращаться во все ткани взрослого червя.

Чтобы подтвердить универсальность клоногенных необластов, учёные пересаживали их червям, облучённым смертельной дозой радиации, когда у планарии не оставалось ни одной клетки, способной к делению. То, что происходило дальше, сами исследователи называют не иначе, как научно-фантастическим фильмом: единственная клетка полностью оздоровляла облучённую планарию! Медленно, но верно потомки пересаженной клетки заменяли повреждённые ткани по всему организму, вплоть до нервных узлов и органов чувств. В конце процесса червь состоял из клеток, генетически идентичных исходной донорской клоногенной клетке. При этом животное чувствовало себя нормально, питалось, росло и размножалось.

Отчёт об этом исследовании опубликован в выпуске журнала Science.

Фундаментальная наука утверждает, что это первый случай, когда взрослое животное несёт плюрипотентные стволовые клетки. До сих пор считалось, что такие всемогущие клетки заканчиваются у организма с его рождением. Ну а для прикладной науки это означает возможный прорыв в регенеративной медицине: если удастся найти человеческие гены, аналогичные тем, что управляют необластами у червей, можно будет создавать похожие всемогущие клетки и на человеческом материале.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Изучение регенерации планарии поможет на генетическом уровне разобраться в механизмах регенерации тканей человека, считают ученые.

Планария (фото Википедия)Человек не умеет самостоятельно отращивать себе части тела, а плоский червь планария делает это легко. Планария – чемпион по регенерации. Команда Кристиана Петерсена (Christian Petersen) из Северо-западного университета (Northwestern University) нашла ген, который помогает червю решать, какую часть тела надо восстановить: голову или хвост.

Если планарию перерезать пополам, то через какое-то время каждая половина восстанавливает недостающее: у одной половины отрастает голова, у другой – хвост. В результате вместо одного червя получается два. Происходит это, как и всякая регенерация, с участием стволовых клеток.

Ученые в эксперименте нашли ген, управляющий регенераций, он носит название notum. Этот ген критически важен для восстановления головы. У червей с заблокированным геном notum вместо головы вырастает второй хвост – получается безголовый и двухвостый «тянитолкай наоборот».

«В организме животных работает система контроля регенерации, она определяет, какая именно ткань должна восстанавливаться, — объясняет Петерсен. – Наши результаты показали, как происходит принятие решение».

Биологи выяснили, что ген notum работает в месте разреза, обращенном в сторону головы. Он запускает каскад реакций, необходимых для того, чтобы выросла именно голова. Если разрез смотрит в сторону хвоста, notum в ткани не работает.

Несмотря на то, что червь планария достигает всего лишь от 2 до 20 мм в размере, у него достаточно сложная анатомия. Поэтому, изучая червя, ученые надеются, что полученные данные можно будет применить к высшим организмам. Ген notum довольно консервативен и присутствует у всех животных, от актинии до человека. Но его функции до сих пор довольно плохо изучены. Биологи считают,что он может играть важную роль в регенерации тканей у высших животных.

Специалисты надеются, что изучение генетической основы регенерации планарии пригодится для понимания механизмов регенерации тканей человека. И, в конечном счете, для совершенствования клеточной и тканевой терапии.

Статью о работе головного гена ученые опубликовали вScience.

Источник: Infox.ru

Экологи, генетики и биологи объединились в одном проекте, чтобы повысить в будущем шансы на выживание исчезающих видов: учёные получили стволовые клетки белых носорогов и приматов дрилов.

Несмотря на кажущуюся свирепость, дрилы (Mandrillus leucophaeus — на снимке) пугливы и от человека уходят в густые тропические леса. Вырубка деревьев привела к тому, что вид теперь считается самым немногочисленным из всех приматов Африки (фото с сайта dayrecipe.com)Так как стволовые клетки животных потенциально можно превратить в любые другие клетки организма, впоследствии с развитием технологий появится возможность спасать животных от вымирания либо восстанавливать исчезнувшие виды.В мире осталось всего семь (!) особей белых носорогов, да и те живут в неволе. Когда-то в дикой природе существовала семья из четырёх носорогов, но, судя по тому, что её никак не могут найти, их тоже уже больше нет (фото San Diego Zoo)

В частности, из стволовых клеток можно будет получить сперму и яйцеклетки, а значит, с помощью самок близкородственных видов детёнышей из пробирки. Напомним, что искусственную сперму мышей таким образом впервые создали в 2003 году, а человека — в 2009-м. Из спермы также научились выращивать полноценное потомство.

Новые эксперименты с клетками дрилов и носорогов, описанные в статье в журнале Nature Methods, вселяют надежду. Кстати, стволовые клетки были получены из клеток кожи животных при помощи перепрограммирования ретровирусами, рапортуют исследователи.

В дальнейшем учёные планируют внести в свои базы 10 других видов животных, а со временем может быть создан и вовсе целый «клеточный зоопарк».

Со стволовыми клетками приматов учёные экспериментируют давно и довольно-таки успешно. Но малоисследованные клетки носорогов «не подкачали» и показали способность к формированию нейронов (красный цвет) (фото Inbar Friedrich Ben-nun)Первое время стволовые клетки могут быть использованы в медицинских целях. Например, если появится необходимость вылечить животное от дегенеративного заболевания. И только если количество выживших особей упадёт ниже критической отметки в 10 животных, придётся обращаться к своеобразной генетической базе данных.

Впрочем, самым простым, надёжным и дешёвым способом сохранения животных по-прежнему является охрана зон обитания.

Источник:  MEMBRANA

 Стволовые клетки крови существуют в двух состояниях — пассивного поддержания собственной численности и активного замещения погибших клеток крови. Учёные выяснили, что переключение между этими их состояниями осуществляется с помощью окружающих костных клеток.

Наши клетки обновляются благодаря стволовым клеткам: они не столь всемогущи, как эмбриональные, но восстановить повреждения органа или ткани вполне способны. Например, гематопоэтические стволовые клетки дают начало нескольким типам клеток кровяных, и без них было бы нельзя восстановиться после кровопотери. Кроме того, не следует забывать о том, что клетки стареют и умирают естественным образом, и в этом случае их тоже нужно постепенно заменять.

Но стволовые клетки должны как-то поддерживать и собственную популяцию, чтобы не израсходоваться целиком на дифференцированные, специализированные клетки. Исходя из этих соображений, была создана модель (получившая экспериментальное подтверждение на стволовых клетках крови), в которой существуют две популяции стволовых клеток. Одни тихо сидят на своём месте и делятся чрезвычайно редко, всего несколько раз в год: они просто поддерживают число стволовых клеток. И есть другие, активные стволовые клетки, быстро делящиеся и восполняющие запас клеток крови. Причём эти виды находятся в разных местах и в разном микроокружении. Активно делящиеся клетки живут в центральной части костного мозга в компании с эндотелиальными и соединительнотканными периваскулярными клетками. Спящие стволовые клетки можно найти в трабекулярных отделах, которые располагаются в концах костей.

Как происходит распределение клеток между этими популяциями? Как стволовая клетка понимает, что она должна сидеть и поддерживать линию стволовых клеток или же устремиться заполнять потерю дифференцированных? Исследователи из Института медицинских исследований Стауэрса (США) смогли увидеть, как и от кого стволовая клетка получает инструкции о своём будущем. Ключевыми тут оказались два белка — Flamingo (Fmi) и Frizzled 8 (Fz8). Первый отвечает за прикрепление клетки к поверхности, второй — мембранный рецептор. И тот и другой входят в разветвлённый сигнальный путь Wnt, с помощью которого регулируется деятельность стволовых клеток кишечника и волосяных сумок.

Оказалось, что непосредственными инструкторами стволовых клеток крови являются остеобласты, молодые костные клетки. В статье, опубликованной в журнале Cell, исследователи описывают, как проходит диалог между двумя типами клеток. Белки Fmi и Fz8 группируются в месте контакта остеобласта и стволовой клетки крови. В результате активируется тот вариант сигнального пути Wnt, который действует на клетки успокаивающе. Мыши, у которых отключали белки Fmi и Fz8, лишались запаса дремлющих столовых клеток, а у их напарников, которые должны были восстанавливать клетки крови, активность подавлялась на 70%.

При стрессе, при уменьшении активно делящихся клеток, наоборот, активизировалась та ветка сигнального пути, которая «будоражит» клетки, и гематопоэтические клетки запаса просыпались и восполняли число тех, кто должен был следить за балансом дифференцированных клеток крови.

Итак, учёным удалось установить, что определяющую роль в судьбе стволовой клетки играет её окружение и инструкции предаются комбинацией двух поверхностных белков. Когда всё нормально, костные клетки успокаивают стволовые клетки крови, и те продолжают спать и во сне поддерживать собственную линию. Ну и, разумеется, есть надежда, что эти данные можно будет реализовать на практике: если научиться переключать сигнальный путь со спящего сценария на активный, можно будет быстро восполнять число клеток крови в случае кровопотери или иммунного расстройства.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА