Как окружение меняет сигнал для стволовых клеток

Стволовые клетки — источник обновления организма, способный превращаться в любые специализированные клетки. Чтобы этот источник не иссяк, часть клеток должна оставаться в недифференцированном состоянии. Тело решает эту задачу с помощью химических сигналов, удерживающих стволовые клетки в особых защищённых зонах — нишах. Дочерние клетки должны мигрировать из ниши, чтобы начать созревать.

Однако сигнальные молекулы, такие как Decapentaplegic (Dpp), которые поддерживают стволовое состояние внутри ниши, также диффундируют наружу. Учёные из лаборатории Инаба в UConn Health, опубликовавшие работу в Nature Communications, исследовали, как меняется роль этого сигнала в зависимости от местоположения клетки.

Исследование проводилось на стволовых клетках в семенниках плодовой мушки. Dpp (на изображении показан зелёным) предотвращает дифференцировку стволовых клеток внутри ниши. По мере того как молодые клетки покидают нишу, они начинают превращаться в специализированные клетки (в данном случае — в сперматозоиды). При этом Dpp также диффундирует из ниши в межклеточное пространство (синий цвет на изображении).

Ключевой эксперимент: когда исследователи заблокировали диффузию Dpp из ниши, они обнаружили, что стволовые клетки перестали мигрировать наружу и даже начали возвращаться в нишу, не начиная созревание в сперматозоиды.

Это открытие особенно важно для исследований, где стволовыми клетками манипулируют in vitro («в чашке»), так как необходимо учитывать двойную роль сигнальных молекул: внутри ниши и за её пределами.