Введение к работе
Актуальность проблемы.
Существенным 'достижением гематологии последних лет явилось экспериментальное доказательство существования стволовых кроветворных клеток (СКК) ( Til1 H.B.,MoOulloch Е.н. t 1961). Выявление механизмов регуляции кроветворения связано с изучением пролиферации и дифференцировки СКК. В СКК должны быть совмещены два очень важных свойства: чувствительность к запросу, с одной стороны, и неистощаемость популяции - с другой.
Как СКК обеспечивают неистощаемость кроветворения? Оказалось, что тлеется два уровня регуляции гемопоэза. Количественная регуляция кроветворения, т.е. удовлетворение запроса на зрелые клетки осуществляется на уровне кошитированных клеток-предшественников соответствующих рядов кроветворения, уже потерявших спосбность к длительному самоподдержанию и полипотентность. Такая регуляция основана на функционировании системы специальных гормонов - ростковых факторов (Sleff G.A. , 1987; uetoalf D. . IS89). Ростовые факторы являются специализированными для каждого данного вида клеток, причем они могут меняться по мере дифференцировки клетки-предшественника. Выделение гормона вызывается запросом, т.е. обусловливается прямой или косвенной потребностью в клетках соответствующего ряда. Такая регуляция является дальнодейсгвующей и может захватывать многие кроветворные территории.
СКК регулируются принципиально иначе. Их регуляция носит локальный характер и связана с функционированием стромы гемопоэти--ческях органов или, иначе говоря, кроветворным микроокружением (Чертков И.Л., Гуревич О.А., 1984). СКК не чувствительны к запросу со стороны кроветворной системы в целом. Локальная регуляция обеспечивает их поддержание на определенном уровне. Таким образом, дифференцировки в кроветворной системе сопровождаются сменой типа регуляции, принцип регуляции является одной из основных характеристик класса кроветворных клеток-предшественников.
В последние годы были получены принципиально ноше данные о механизмах гемопоэза, о роли стромального микроокрукения в качестве кооперпрующей клеточной системы, поддерживающей и регулирующей кроветворение, а также о клеточных предшественниках строш костного мозга и их функционировании в условиях трансплантации. Была выявлена иерархия предшественников в отделе стволовых кроветворных клеток, охарактеризованы примитивные СКК, получены ноше
данные о клональности кроветворения. Все перечисленные исследования были проведены благодаря созданию метода культивирования кроветворных клеток, обеспечивающих поддержание кроветворения в течение многих недель за счет сосуществования в культуре строма-льных и кроветворных клеток (Се**ег т.ы. et all. ( 1977). D длительных культурах костного мозга осуществляется близкое к нормальному кроветворение с поддержанием всех основных линий диффе-ренцировки кроветворных клеток, всех классов предшественников, включая и стволовые клетки. Функции поддерживающего стромального микроокружения в таких культурах осуществляет слой прилипающих клеток, имитирующий кроветворную строму в организме. За образование слоя прилипающих клеток ответственны те же элементы, которые строят кроветворное микроокружение в организме.
Длительная культура костного мозга является адекватной и очень удобной моделью для изучения физиологии гемопоэтической системы.
Цель исследования.
Цель исследования - изучение нормальной физиологии кроветворной ткани: структуры и функций гемопоэтического микроокружения и отдела стволовых кроветворных клеток.
Задачи исследования.
-
Изучить структуру гемопоэтического микроокружения, дать характеристику родоначальних клеток кроветворной стромы.
-
Исследовать взаимодействие стромальных и кроветворных клеток, их взаимное влияние.
-
Определить происхождение клеток кроветворной стромы у химер.
-
Изучить иерархию ранних кроветворных клеток-предшественников, пролиферацию и пролиферативный потенциал стволовых кроветворных клеток (КОЕс).
-
Дать характеристики примитивных стволовых кроветворных клеток.
-
Исследовать проблему клональности кроветворения-и последовательной смены гемопоэтических клонов.
Научная новизна.
В результате применения метода длительного культивирования костного мозга исследована структура кроветворного микроокружения, показано наличие ранних стромальных предшественников "кро-
ветворное микроокружениє переносящих единиц" и более зрелых "ин-дуцибельных предшественников кроветворной стромы", изучена их способность к пролиферации, радиочувствительность, способность к репмплантации в организм. Исследован феномен гибридной резистентности в культуре.
Исследовано происхоадение клеток кроветворной стромы у химер, показана неспособность стромальных клеток переносить кроветворное микроокружение при внутривенно!,! введении.
Получены ноше данные об иерархии ранних кроветворных предшественников. Выявлены примитивные стволовые кроветворные клетки, определено их количество в бедре мыши и некоторые характеристики: нечувствительность к стадиоспецифическим цитостатикам и неспособность к регенерации после облучения. Описаны их ранние потомки -пре-КОЕс клетки.
Представлены косвенные и прямые доказательства клональности кроветворения в культуре. Показана последовательная смена клонов кроветворных клеток.
Практическая ценность.
Полученные результаты существенно углубляют, а во многом и изменяют существующие представления об организации кроветворной системы. Получены новые,данные о стромальных предшественниках кроветворного микроокружения. Установлена иерархия стволовых кроветворных клеток. Особое значение представляют данные о клональ-' ном характере кроветворения и последовательной смене клонов кроветворных клеток.
Данные о нечувствительности примитивных стволовых кроветворных клеток к действию стадиоспецифических цитостатиков тлеют большое практическое значение при химиотерапии различных гемопатий.
Исследования происхождения кроветворной стромы у химер и доказательства нетрансплангабелытсги клеток гемопоэтического микроокружения при введении внутривенно имеют большое значение для трансплантации костного мозга.
Внедрение в практику.
Основные результаты работы внедрены в экспериментальную и клиническую гематологию в виде лекций для практических врачей и научных сотрудников во Всесоюзном гематологическом научном цект-. ре. Итоги диссертационной работы доложены па конференциях,- сесси-
ях, всесоюзных съездах, всемирном конгрессе по экспериментальной и клинической гематологии в Будапеште. Проведено обучение научных сотрудников из различных гематологических учреждений страны.
Объем и структура диссертации.
