Определение гематопоэза
Гематопоэз это термин, используемый для описания дифференциации кровь клетки из гемопоэтических стволовых клеток. Этот процесс постоянно необходим для поддержания уровня циркулирующих клеток крови в организме. Есть три различных линии клеток крови:
Гематопоэз высоко эволюционно консервативен, а гемопоэтические стволовые клетки самообновляются. Таким образом, этот процесс обеспечивает отличную модель для изучения клеточной дифференцировки, развития рака и роли стволовых клеток в естественном процессе старения.
Процесс кроветворения
В зависимости от конкретной жизненной стадии гематопоэз возникает в разных местах по всему телу или даже вне тела (например, у эмбрионов). В разработке эмбрион, кроветворение сначала происходит в желточном мешке и переходы к селезенка, печень, а также лимфа узлы. Эта первая волна гематопоэза называется примитивной волной и характеризуется главным образом предшественником эритроида, который приводит к дифференцировке эритроцитов, необходимых для питания растущего плод с кислородом. Острова крови и эмбриональный желточный мешок являются наиболее распространенными участками эритроидного предшественника в течение этого периода, который является временным, поскольку предшественники эритроида не самообновляются. Позже, по мере формирования костей, кроветворение начинает происходить в костном мозге. В детстве наиболее распространенными участками кроветворения являются длинные кости, прежде всего бедренная кость, большеберцовая кость и малоберцовая кость. У взрослых гематопоэз переходит в таз, грудину, череп и позвонки, Хотя процесс кроветворения начинается в костном мозге, дальнейшее созревание происходит в других лимфоидных органах, включая селезенку, тимус и лимфатические узлы. Как организм развивается после эмбриональной стадии, кроветворение требует использования мультипотентных гемопоэтических стволовых клеток и называется окончательным кроветворением. Такие мультипотенциальные гемопоэтические стволовые клетки возникают из аортыяичник -мезонефрос области эмбриона (процесс иллюстрируется ниже).
Процесс кроветворения в высокой степени регулируется наличием цитокинов, которые в конечном итоге регулируют дифференцировку мультипотентных гемопоэтических стволовых клеток в специфические клетка типы через активацию транскрипция факторы. Важность цитокинов была продемонстрирована на моделях животных, которые показали, что определенные цитокины вызывают дифференцировку определенных типов клеток. Например, присутствие гранулоцитарного макрофагально-колониестимулирующего фактора будет способствовать развитию миелоидного происхождения, что в конечном итоге приведет к дифференцировке гранулоцитов и макрофагов. Такие цитокины называются факторами роста и требуются на протяжении всего процесса кроветворения, функционируя для активации факторов транскрипции. Потребность в таких факторах может наблюдаться при нескольких заболеваниях, при которых недостаточность кроветворения фактор транскрипции активация приводит к тяжелому состоянию с ослабленным иммунитетом или раку.
Типичный процесс кроветворения включает дифференцировку мультипотенциальной гемопоэтической стволовой клетки в общий миелоидный или лимфоидный предшественник. Затем, в зависимости от цитокинов и возникающих в результате факторов транскрипции, миелоидный предшественник может дифференцироваться в миелобласт, который может привести к развитию гранулоцитов (базофилов, нейтрофилов или эозинофилов) или моноцитов (макрофагов и дендритных клеток). Обычный миелоидный предшественник также может приводить к дифференцировке мегакариоцитов в тромбоциты или эритробластов в эритроциты. Из общего лимфоидного предшественника лимфоидные дендритные клетки могут образовываться напрямую. Кроме того, дифференциация общего лимфоидного предшественника в лимфобласт приводит к дальнейшему развитию естественных клеток-киллеров или лимфоцитов (Т- и В-клеток). После активации во вторичных лимфоидных органах B-клетки далее дифференцируются в плазматические клетки, которые секретируют антитела. Процесс кроветворения иллюстрируется ниже:
викторина
1. Ранним местом кроветворения во время эмбрионального развития является:A. Желточный мешокB. ПеченьC. Костный мозгD. Только А и БD. Только А и С
Ответ на вопрос № 1
D верно. В начале эмбрионального развития гематопоэз происходит главным образом в желточном мешке и переходит в печень плода. Только после того, как кости начинают развиваться, гематопоэз переходит в костный мозг длинных костей.
2. Химиотерапия часто вызывает нейтропению (низкий уровень циркулирующих нейтрофилов), которую обычно лечат GM-CSF (гранулоцитарный макрофаг-колониестимулирующий фактор). Что из нижеперечисленного лучше всего описывает механизм воздействия GM-CSF на уровни нейтрофилов?A. GM-CSF стимулирует дифференцировку общего миелоидного предшественника в миелобласты и гранулоциты.B. GM-CSF стимулирует дифференцировку общего миелоидного предшественника в лимфобласты и естественные клетки-киллеры.C. GM-CSF стимулирует дифференцировку общего миелоидного предшественника в эритроциты.D. GM-CSF стимулирует дифференцировку мегакариоцитов в гранулоциты.
Ответ на вопрос № 2
верно. GM-CSF обычно вводят пациентам с нейтропенией, чтобы стимулировать дифференцировку общего миелоидного предшественника с образованием гранулоцитов, которые включают нейтрофилы.
Ссылки
- Дзержак Э. (2002). Гемопоэтические стволовые клетки и их предшественники: разнообразие развития и родственные связи. Immunol Rev. 187: 126-38.
- Дзержак Э. (2005). Появление дефинитивных гемопоэтических стволовых клеток у млекопитающего. Курр Опин Гематол. 12 (3): 197-202.
- Джаганнатан-Богдан М и Зон Л. (2013). Гемопоэз. Развитие. 140 (12): 2463–2467.
- Мехта HM, Маландра M и Кори SJ. (2015). G-CSF и GM-CSF в нейтропении. J Immunol. 195 (4): 1341-9.
- Пайк Э и Зон Л. (2010). Кроветворное развитие у рыбок данио. Int J Dev Biol. 54: 1127-1137.