Наука и жизнь. Откуда у печени новые клетки?

Стволовые клетки печени (красным), постепенно превращающиеся в зрелые гепатоциты (зелёным). (Фото Nusse Lab, HHMI at Stanford.)

В печени наконец-то удалось найти стволовые клетки, которые до сих пор были «невидимыми».

Наши клетки не вечны: они изнашиваются и отмирают, хотя происходит это в разных органах и тканях с разной скоростью. Для того, чтобы возместить клеточные потери, есть запасы стволовых клеток, которые сохраняют способность к делению. Такие запасы не до конца приобретших специализацию, способных к делению клеток-предшественниц существуют в большинстве органов. Например, если взять кровь, то её эритроциты живут 100-120 дней, после чего поглощаются иммунными «уборщиками», а на смену приходят новые эритроциты, сформировавшиеся в костном мозге. После деления стволовая клетка-предшественник может остаться такой же неспециализированной, как была, а может завершить дифференцировку и стать «специалистом», способным хорошо выполнять ту или иную работу, но уже неспособным к размножению.

Гепатоцит и желчные канальцы на его поверхности. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.)

Как мы сказали, клеточные восстановительные запасы есть в большинстве органов (хотя в нашем сердце такие клетки, к сожалению, неактивны). Очевидно, что особенно активно процессы возобновления должны идти там, где кипит биохимическая работа, где синтезируются новые витамины, обезвреживаются токсины, где находятся метаболические переключатели, важные для всего организма в целом – то есть в печени.

Действительно, клетки печени, гепатоциты, регулярно обновляются, однако долгое время никто не знал, как это происходит – стволовых клеток в печени никак не удавалось найти. Появилась даже гипотеза, что сами гепатоциты сохраняют способность к делению. Что, однако, представлялось маловероятным, потому что зрелые клетки печени умножают собственный хромосомный набор: с увеличенным числом хромосом они могут синтезировать больше белков (что очень важно, учитывая активную метаболическую работу печени), однако нормально делиться – так, чтобы каждой клетке-потомку доставался правильный хромосомный набор – они не могут.

Исследователям из Медицинского института Говарда Хьюза всё-таки удалось обнаружить в печени стволовые клетки. Роэл Нуссе (Roel Nusse) и сотрудники его лаборатории следили за тем, как разные ткани живых мышей отвечают на молекулярные сигналы белков Wnt. Они являются одними из главных регуляторов клеточного деления, и от них во многом зависит судьба стволовых клеток. То есть если в каком-то органе мы увидим реакцию на Wnt, значит, перед нами стволовые клетки.

Когда дело дошло до печени, то оказалось, что рядом с её центральной веной существуют кластеры клеток, у которых, во-первых, обычный диплоидный набор хромосом, во-вторых, они активно делятся. Их потомки приобретают специализированные черты зрелых гепатоцитов, умножая, в частности, хромосомный набор. Разумеется, часть клеток после деления остаётся в прежнем состоянии, чтобы поддерживать численность стволовой группы. Сигнальные белки Wnt, поддерживающие клетки в стволовом состоянии, поступают из эндотелия, выстилающего центральную вену: то есть, чтобы превратиться в зрелый гепатоцит, стволовой клетке достаточно переместиться подальше от места происхождения. (Похожим образом ведут себя стволовые клетки в других тканях.) Результаты экспериментов опубликованы в Nature.

Коль скоро у нас появились на руках стволовые клетки, значит, их можно изучать напрямую. В ближайшее время исследователи хотят проверить, как новообнаруженные клетки помогают печени залечивать повреждения, помогают ли они противостоять таким заболеваниям, как цирроз. С другой стороны, не исключено, что именно эти стволовые клетки, вдруг утратившие контроль над собственным делением, могут стать причиной рака печени. 

Кирилл Стасевич

Источник здесь