Класс унипотентных клеток-предшественниц миелопоэза
К унипотентным клеткампредшественницам относятся те клетки, которые дифференцируются только в направлении одного определенного ростка кроветворения.
В качестве предшественницы нейтрофилов сегодня, кроме гранулоцитарномоноцитарной клетки-предшественницы и ее гранулоцитарного потомства, известна самостоятельная гранулоцитарная клеткапредшественница (КОЕГ). В культуре получена и клеткапредшественница эозинофилов [Nicola et al., 19791. Существовани отдельной предшественницы для б аз о ф и л о в допускалось лишь по аналогии с эозинофилами, пока не было метода ее выявления. Уже доказано, что у базофила есть общая клеткапредшественница с тучной клеткой (КОЕТБ). Однако это не означает, что у каждой из этих клеток нет самостоятельной клетки-предшественницы.
По мере дифференцировки снижается пролиферативная активность и унипотентных клеток-предшественниц, что проявляется в уменьшении размеров даваемых ими колоний. Небольшие скопления клеток (менее 50) называют кластерами, а образующие их клетки — кластеробразующими клетками [Metcalf, 1977]. По-видимому, собственно гранулоцитарные унипотентные клетки-предшественницы проходят несколько этапов дифференцировки от колониеобразующей клетки до кластеробразующей, так же как это было показано для эритропоэза в эксперименте Burton с соавт. Может быть, наиболее дифференцированные из гранулоцитарных клеток-предшественниц, еще. имеющие морфологию лимфоцитоподобных элементов, обнаруживают положительную реакцию на хлорацетатэстеразу, как это можно наблюдать в процессе выхода из агранулоцитоза (Тихонова Л. Ю., неопубликованные данные) и при бластном кризе хронического миелоидного лейкоза [Тихонова Л. Ю., 1980).
Унипотентная клетка — предшественница моноцитов (КОЕМ) может исходить не только из гранулоцитарномоноцитарной клетки-предшественницы, но и быть потомством других полипотентных клеток в качестве самостоятельной клетки-предшественницы. Такая КОЕМ получена у мышей.
В схеме кроветворения 1973 г. макрофаги даны только как потомство моноцита. Однако такой путь образования макрофагов, по-видимому, не единственный. С одной стороны, так позволяют предполагать данные клиники, где подробно описаны макрофагальные опухоли, представленные разнообразными по морфологии макрофагами, но не моноцитами, и дающи исход в бластный криз из макрофагальных бластов, но не из монобластов [Воробьев А. И., Бриллиант М. Д., 1983]. С другой стороны, в эксперименте на мышах выделена ранняя макрофагальная клеткапредшественница, значительно менее дифференцированная, чем гранулоцитарномоноцитарная колониеобразующая клетка (КОЕГМ) и ее потомство КОЕГ и КОЕМ [Bradley, Hodgson, 1979; Bradley et al., 1980]. Эта клетка относится к одному из самых ранних потомков полипотентной клетки [Nicola, Johnson, 1982]. Возможно, у человека тоже есть макрофагальная клеткапредшественница, имеющая, как и все клетки-предшественницы, морфологию лимфоидной клетки (при макрофагальных опухолях можно иногда наблюдать скопления лимфоидных клеток, имеющих цитохимическую характеристику макрофагов). Учитывая все это, мы вносим в схему кроветворения предполагаемую клеткупредшественницу макрофага (КПмакрофага).
У человека известно несколько унипотентных клеток-предшественниц красного ряда: БОЕЭ незрелая и БОЕЭ зрелая, так называемые бурстобразующие единицы (burst—англ.—взрыв). Для них характерны большие колонии, кроме того, есть и КОЕЭ — эритроцитарная колониеобразующая единица. Клетки-предшественницы красного ряда отличаются друг от друга местом размещения в кроветворных органах и циркуляции, размерами колоний, которые они дают при культивировании на метилцеллюлоз или в плазменном сгустке, временем гемоглобинизации клеток в таких колониях, чувствительностью к эритропоэтину и другим регулирующим факторам, типом продуцируемого этими клетками гемоглобина, преобладанием в том или ином возрасте человека (животного). Отдельные свойства клеток-предшественниц красного ряда приведены в схеме.
Некоторые особенности клеток-предшественниц эритропоэза. человека (схема)
Название клетки-предшественницыБОЕЭ незрелаяБОЕЭ зрелаяКОЕIIIПреимущественная локализацияВ периферической крови взрослого человекаВ печени плода, в периферической крови плода, в вене пупочного канатика; в костном мозге взрослого человекаВ вене пупочного канатика, в .костном мозге взрослого человекаВремя пика гемоглобинизации колоний клетки-предшественницы в культуре18—21-й день14—16-й
деньS—12-й (в среднем 10-й) день5—9-й (в среднем 7—8-й) деньПродукцияH.BFHBF и ИВАHBF у плода Н ВА у взрослого человекаНВАСостав колоний клетки-предшественницы в культуреМолодые, крупные клетки, мегалобластыКомпактные клеткиКомпактные, зрелые клетки, эритробластыЧувствительность к эритропоэтииуНизкаяВысокаяВысокаяЧувствительность к бурстромоторной активностиВысокаяНизкаяНизкая
БОЕЭ незрелая (примитивная1) относится к наиболее ранним клеткампредшественницам, дифференцирующимся только в направлении красного ростка. Эта клетка гетерогенна и у человека, и у мыши. Есть очень ранняя БОЕЭ незрелая (I — см. схему), которая в культуре дает колонию с пиком гемоглобинизации на 18—21й день. Эта примитивная эритроидная предшественница выделена у мыши [Humphries et al., 1979]. Однако основную массу БОЕЭ незрелых составляют клетки (II— см. схему), продуцирующие большие колонии—скопления кластеров (более 16 кластеров). Если число клеток, входящих в состав колоний первых БОЕЭ незрелых, достигает десятков тысяч, то вторых — тысячи. Эти колонии БОЕЭ незрелой имеют пик гемоглобинизации на 14й день (даты пика гемоглобинизации колоний приведены из результатов культивирования красных клеток человека). Клетки БОЕЭ незрелой имеют крупные молодые ядра.
БОЕЭ зрелая дает значительно более мелкие колонии [Gregory, Eaves, 1977]. Пик гемоглобинизации этих колоний в культуре обнаруживается на 10—12й день культивирования с разбросом от 8го до 12го дня, т. е. раньше, чем колоний БОЕЭ незрелой, так как это более зрелая клеткапредшественница. Клетки, составляющие колонии БОЕЭ зрелых клеток-предшественниц, имеют меньшие размеры и более компактное ядро, чем клетки колоний БОЕЭ незрелой.
КОЕЭ — колониеобразующая эритроцитарная единица — относится к наиболее зрелым клеткампредшественницам красного ряда. Ее колонии состоят из 50—100 клеток. Пик гемоглобинизации этих колоний в культуре определяется на 7й день с разбросом от 5го до 9го дня. Клетки в колониях из КОЕЭ — эритрокариоциты — по сравнению с клетками бурст имеют более компактное ядро и небольшие размеры.
В цикле деления находится минимальное число ранних клеток-предшественниц красного ряда — и КОЕГЭММ, и БОЕЭ незрелая, а содержание делящихся КОЕЭ высокое [Iscove, 1977; Fauser, Messner, 1981].
Клетки-предшественницы красного ряда отличаются по типу продуцируемого ими гемоглобина. Зрелые клттки-предшественницы: БОЕЭ зрелая и КОЕЭ — продуцируют гемоглобин взрослого (НЬА) и лишь 1—2% гемоглобина фетального (НЬЕ). В то же время оказалось, что ранние клетки-предшественницы красного ряда — БОЕЭ незрелые (I — см. схему) продуцируют колонии, содержащие в основном HbF. Большая часть БОЕЭ незрелые (II — см. схему) дает менее 20% колоний, содержащих НЬР, причем одни колонии содержат только HbF, другие — только НЬА, отдельные колонии (каждая происходит из одной клетки) содержат и HbF, и НЬА [Papayannopoulou et al., 1977]. КОЕГЭ и КОЕГЭММ дают большее число колоний с HbF [Fauser, Messner, 1979]. В условиях культивирования костного мозга в среде, кондиционированной лейкоцитами и содержащей ФГА, возрастает продукция НЬР, по-видимому, в связи с повышением продукции ранних клеток-предшественниц красного ряда. Связь продукции HbF с дифференцировкой ранних клеток-предшественниц (БОЕЭ незрелой) обнаружена Papayannopoulou с соавт. (1977, 1978) при изучении культуры костного мозга и крови человека.
У взрослого человека в костном мззге преобладают зрелые бурсты и колониеобразующие эритроцитарные единицы — КОЕЭ, они же преимущественно пролиферируют и дают зрелое потомство — эритроциты, содержащие гемоглобин взрослого — НЬА. В то же время, как показали Papayannopoulou и соавт. (1978), в крови взрослого человека циркулируют БОЭЭ незрелые. При культивировании эти клетки образуют колонии, содержащие HbF. Из этих фактов родилось представлнние о том, что повышенное содержание HbF у взрослого человека и животных, наблюдаемое в условиях напряженного эритропоэза, связано с тем, что ранние клетки-предшественницы красног ряда, циркулирующие в крови БОЕЭ незрелые, а в костном мозге, по-видимому, КОЕГЭММ и КОЕГЭ, способны к дифференцировке до гемоглобинсодержащих клеток — эритробластов. Изучая в эксперименте эритропоэз, Stamatoyannopoulos с соавт. (1983) показали, что переключение синтеза гемоглобина с фетального на взрослый происходит на уровне бурстобразующих клеток-предшественниц и в нем играет роль сывороточный фактор, названный авторами гемоглобинпереключающей активностью, найденной, например, в сыворотке плода барана. В зависимости от присутствия или отсутствия этого фактора при культивировании одна и та же бурстобразующая клетка новорожденного, взрослого человека (но не плода) дает потомство с низким или высоким содержанием HbF.