Регуляторная сеть балансирует поддержание и дифференцировку стволовых клеток

Хотя потенциал стволовых клеток во многом связан с их способностью развиваться в любой тип клеток организма, биологические механизмы, контролирующие этот процесс созревания, всё ещё в значительной степени неизвестны.

Учёные из Висконсинского университета в Мадисоне и Калифорнийского университета в Ирвайне представили новую модель регуляции стволовых клеток в онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Работая с круглым червем Caenorhabditis elegans, исследователи описали, как сеть регуляторных факторов может поддерживать стабильный пул стволовых клеток, одновременно запуская второй пул клеток на путь созревания в дифференцированные клетки со специфическими функциями.

Джудит Кимбл, ведущий автор исследования, отмечает, что это даёт новый взгляд на то, как стволовые клетки контролируются для выхода из своего состояния и вступления в дифференцированное состояние. По её мнению, базовый принцип, при котором регуляторная сеть определяет два состояния — стволовой клетки и дифференцированной — и регулирует переход между ними, будет применим и к другим системам стволовых клеток.

Нарушение баланса между этими двумя состояниями может привести к образованию опухолей или потере способности поддерживать здоровые ткани.

Использование относительно простого организма C. elegans позволяет изучать, как популяции стволовых клеток реагируют на различные физиологические параметры в целостном организме. Это может помочь в усилиях по управлению их свойствами и понимании человеческих болезней.

Новая модель также описывает, как ранее идентифицированная промежуточная популяция клеток, обладающая некоторыми свойствами каждого состояния, вероятно, отражает постепенный процесс созревания.

Конкретные факторы, запускающие выход клеток из состояния стволовой и начало дифференцировки, всё ещё неизвестны. Однако уже хорошо изученная в черве сеть регуляторных факторов предоставляет несколько возможных кандидатов.

Многие из тех же молекул контролируют стволовые клетки и развитие у человека и вовлечены в патологические состояния, такие как лейкемия и другие виды рака. Исследователи надеются, что их работа заложит основу для понимания этих процессов в более сложных системах.