Роль провоспалительного сигнала в создании кроветворных стволовых клеток

Кроветворные стволовые клетки (HSCs) дают начало всем клеткам крови и иммунной системы на протяжении всей жизни позвоночных — от рыбок данио до человека. Однако детали их образования остаются неясными, что затрудняет создание их замены из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) для терапии множества заболеваний крови.

В статье, опубликованной 20 ноября в журнале Cell, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего описывают неожиданное и ключевое участие провоспалительного сигнального белка в создании HSCs во время эмбрионального развития. Это открытие может помочь в воспроизведении HSCs для терапевтического применения.

«Мы считаем, что открытие важности провоспалительных сигналов in vivo поможет нам воссоздать программирование судьбы HSCs in vitro из iPSCs», — сказал ведущий исследователь Дэвид Травер, профессор кафедры клеточной и молекулярной медицины.

Травер и его коллеги изучили роль цитокина (сигнального белка) под названием фактор некроза опухоли альфа (TNFα), который играет ключевую роль в регуляции системного воспаления и иммунитета. Работа развивала предыдущие исследования испанского биолога Викториано Мульеро, который сообщал о важности TNFα для функции сосудистой системы эмбриона и о дефектах крови в моделях животных с отсутствующей функцией TNF.

Первый автор статьи в Cell, Ракель Эспин-Паласон, определила, что TNFα необходим для появления кроветворных стволовых клеток во время эмбриогенеза у рыбок данио — распространённой модели организма.

По словам Травера, открытие было совершенно неожиданным, поскольку HSCs появляются относительно рано в эмбриональном развитии, когда развивающийся организм считается в значительной степени стерильным и лишённым инфекции.

«Не менее удивительно, что мы обнаружили, что популяция эмбриональных миелоидных клеток — временных клеток, образующихся до появления HSCs, — производит TNFα, необходимый для установления судьбы HSCs. Получается, что небольшое подмножество миелоидных клеток, существующих всего несколько дней в развитии, необходимо для создания линейных предшественников всей взрослой системы кроветворения».

Вновь открытая роль TNFα в развитии HSCs отражает параллельное открытие, касающееся интерферона гамма (INFg) — другого цитокина и основного медиатора провоспалительной сигнализации. Это подчёркивает множественные входные сигналы воспаления для появления HSCs. Травер отметил, что ключевые роли TNFα и INFg в возникновении HSCs, вероятно, схожи у людей из-за высокой консервативности развития HSCs в ходе эволюции позвоночных.