Стволовое пространство эпендимы. Эмбриональные стволовые клетки

У зародышей млекопитающих нейрональная трубка ( позднее -выстилка желудочков и субэпендимальный слой) являются главным поставщиком новых нейронов и глии. Долгое время считалось, что эти зоны прдуцируют новые клетки только в развивающемся мозге. Однако следы эмбриональной ткани и эмбриональных процессов найдены у взрослых особей. Для идентификации S- прогениторных клеток в околожелудочковых пространствах вводили бромдезоксиуридин ( БУДР- аналог тимидина), который встраивается в синтезир ных моноклональных антител. При длительном мечении исследовали миграцию уемую ДНК. Визуализацию БУДР+ клеток проводили с помощью фруоресцентно мече БУДР-меченых клеток в мозге. Этим метчиком удалось обнаружить сотни новобразованных клеток в субэпендимальном пространстве, в гиппокампе. В субвентрикулярной зоне появлялся один новый нейрон на 2000 клеток в сутки (нейроны возникали в 2 раза чаще, чем глия). С помощью БДУР установили главные потоки миграции клеток в обонятельную луковицу, гиппокамп, gyrus dentatus. В случае повреждения головного или спинного мозга число регенерирующих предшественников в субэпендимальной зоне желудочков резко возрастало.
На первом этапе пришлось исключать возможность миграции “пришлых” СК через циркуляцию и pia mater. Если хирургически убрать агрегаты СК из субэпендимальных пространств, в самой эпендиме увеличивалось количество нестин-положительных клеток и быстро восстанавливались агрегаты нестин + клеток. Клетки по периферии агрегатов СК постепенно теряли нестин. Если клетки клонов были мечены DIL ( либо геном бета-галактозидазы), то спустя 10-15 дней меченые клетки выявлялись в луковице обнятельного эпителия. Лишь большие концентрации метки давали надежные результаты .
Покоящиеся стволовые клетки, встроенные в монослой эпендимы, не имели рецептора к FGF-2. Делящиеся клоны экспрессировали рецептор для FGF-2. Внутрижелудочковое введение FGF-2 эмбрионам 16-18 дня гестации приводило к бурной пролиферации нестин+ клеток в перивентрикулярной области, которое завершалось появлением новых порций клеток в коре больших полушарий, обонятельной луковице и гиппокампе. При введении тех же доз FGF-2 в желудочки мозга взрослых животных наблюдали волну пролиферации стволовых клеток в эпендиме/субэпендиме без усиления пролиферации и численности клеток в коре больших полушарий (Vaccarino F.M., Ganat Y., Zhang Y. et al., 2001)
Сам монослой эпендимы практически не включал БУДР. К субэпендиме прилегают скопления гетерогенных популяций. Мелкие довольно плотно упакованные кластеры клеток включали БУДР. Вокруг этих кластеров располагались более крупные вытянутые клетки с мигрирующей ламеллой. Этот слой клеток имел рецепторы для FGF-2, EGF, TGF-alpha. Мигрирующие предшественики нейронов не имели миелиновой оболочки. Lois и Alvarez-Buylla на мышах доказали миграцию нейрональных предшественников из субвентрикулярной зоны мозга крыс в эпителий луковицы обонятельного эпителия мышей. Миграцию предшествеников визуализировали с помощью меченых антител к нестину и белку-транспортеру 2 (переносчик медиаторов-моноаминов). В этой же лаборатории было показано, что донорские меченые НСК, вводимые в субвентрикулярную область 15-дневных зародышей мышей, давали многочисленные клоны клеток, которые мигрировали, пролиферировали и стабильно заселяли практически все отделы растущего мозга по главным осям роста и клеточной экспансии мозговой ткани зародыша (Lim D.A., Fishell G.J., Alvarez-Buylla A., 1997) . Образование новых популяций клеток в субэпендиме особенно хорошо изучено в мозге певчих птиц (канареек). По уровню обмениваемости клеток в зоне пения головной мозг этих птиц более напоминает костный мозг и эпидермис кожи. Вытянутые глиальные клетки микроокружения сооружали “рельса и колеса” для направленной миграции новообразованных прогениторных клеток. Антитела к глиальному фибриллярному белку, N-кадхерину, виментину частично блокировали миграцию клеток. Сама миграция поддерживалась градиентом сигналов (IGF-1, IGF-2, TGF-beta, BDNF, NT-3, NTB). Показательно, что в цикле обновления нейронов за счет пула НСК в мозге взрослых животных играют эндогенные «минорные» ростовые факторы, особенно IGF1 и IGF2. В культуре эти функции факторов обновления пока не удается воспроизвести, а уж тем более изучить (Brooker G., Kalloniatis M.,Russo V. Et al.,2000) Klas Johansson из Королевского института в Стокгольме подтвердил, что главным источником НСК является внутренняя выстилка желудочков. Количество НСК в эпендиме увеличивалось в 50 раз при повреждении спинного мозга. Изолированные in vitro НСК формировали нейросферы. Клетки кластеров дифференцировались в нейроны, астроциты и олигодендроциты . НСК мигрировали даже в зоны повреждения спинного мозга.