научная статья по теме РЕЦЕНЗИЯ НА КНИГУ “СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ У МОРСКИХ ОРГАНИЗМОВ” (STEM CELLS IN MARINE ORGANISMS / EDS. RINKEVICH B., MATRANGA V. DORDRECHT ET AL. SPRINGER, 2009. 371 P.) Биология

Текст научной статьи на тему «РЕЦЕНЗИЯ НА КНИГУ “СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ У МОРСКИХ ОРГАНИЗМОВ” (STEM CELLS IN MARINE ORGANISMS / EDS. RINKEVICH B., MATRANGA V. DORDRECHT ET AL. SPRINGER, 2009. 371 P.)»

ОНТОГЕНЕЗ, 2010, том 41, № 4, с. 317-320

РЕЦЕНЗИИ

РЕЦЕНЗИЯ НА КНИГУ "СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ У МОРСКИХ ОРГАНИЗМОВ"

(Stem Cells in Marine Organisms / Eds. Rinkevich B., Matranga V. Dordrecht et al. Springer, 2009. 371 p.)

Исследование эмбриональных стволовых клеток млекопитающих превратилось в интенсивно развивающееся направление биологии, биотехнологии и биомедицины, но для понимания механизмов клеточной "стволовости" (sternness) необходимо широкое сравнительное исследование стволовых клеток разнообразных представителей многоклеточных животных и растений. До недавнего времени область исследований тоти-, плю-ри- или мультипотентных стволовых клеток, способных дать начало гаметам и всем или многим дифференцированным соматическим клеткам у беспозвоночных животных с бесполым размножением, казалась заброшенной и лишь фрагментарно освоенной — по контрасту с изучением стволовых клеток млекопитающих и других позвоночных. Ситуация изменилась после появления двух книг: Stem Cells. From Hydra to Man / Ed. Bosch Th.C.G. S.l.: Springer, 2008 и рецензируемой книги о стволовых клетках морских организмов, написанной после дискуссий (Exploratory Workshop on Stem Cells in Marine Organisms. Palermo, 2006). В предисловии редакторов (B. Rinkevich, V. Matranga), как и в других главах этой книги, с сожалением констатируется, что исследования на стволовых клетках морских беспозвоночных очень ограничены и редки, несмотря на важность их изучения для понимания механизмов, стимулирующих рост и дифференцировку клеток, и таких аспектов биологии развития, как бесполое размножение, регенерация, рост и старение. Но представленные в книге исчерпывающие аналитические обзоры данных о стволовых клетках различных многоклеточных организмов, включающие ряд теоретических обобщений и построений, проясняют общую картину современного состояния этой области исследований. Книга содержит 14 глав, в том числе теоретические, обзоры и специальные исследования. Более подробно рассмотрим сначала общетеоретические обзоры, а затем обзоры и исследования более узкой направленности, тем самым несколько нарушив последовательность изложения материала книги.

В первой главе (Rinkevich B. Stem cells: autonomy interactors that emerge as causal agents and legitimate units of selection) автор рассматривает стволовые клетки как единицы селекции. Недифференцированные стволовые клетки имеют вы-

сокую способность к самообновлению и диффе-ренцировки в клетки различных линий, т.е. они тоти- или плюрипотентны. Обмен тотипотентны-ми стволовыми клетками через кровь может вести к осуществлению сценария паразитизма клеток половой линии. Образование химер и внутривидовой паразитизм изучены на колониальной ас-цидии Botryllus schlosseri. У беспозвоночных животных возможно возникновение мультикло-нальности, мультихимеризма. Рассмотрены также факты естественной трансплантации, "войны стволовых клеток" и химеризма у позвоночных, включая человека. Автор приводит и обсуждает данные о горизонтальном и вертикальном переносе канцерогенных, половых и соматических клеток и черты стволовых клеток, определяющие их "стволовость": неограниченное самообновление, автономия, подвижность в организме и между организмами одного или разных таксонов, участие в образовании химерных организмов, способность к паразитизму, отсутствие определенной клеточной ниши, неясность границы между линиями соматических и половых клеток у животных с бесполым размножением. Эти свойства, как полагает автор, указывают на то, что некоторые линии стволовых клеток обладают чертами единиц селекции, подобно целым организмам или генам.

Третья глава (Frank U, Plickert G, Müller W.A. Cnidarian interstitial cells: the dawn of stem cell research) представляет собой исчерпывающий обзор сведений о стволовых клетках гидроидов, начиная с исследований Августа Вейсмана, опубликованных в его книге в 1883 г. и послуживших основой для создания теории "зародышевой плазмы". Клетки гидроидов были первыми стволовыми клетками (Stammzellen), описанными в биологической литературе, и именно Вейсманом. Авторы подробно рассматривают вклад Вейсмана в изучение стволовых клеток книдарий и несколько избыточно, на мой взгляд, критикуют его представления с позиций современной биологии, детально разъясняя достаточно очевидные несоответствия его взглядов современным. Стволовые, интерстициальные клетки (i-клетки) книдарий изучены в основном у двух видов - пресноводной гидры и колониального морского гидроида Hydractinia; у гидры i-клетки мультипо-

тентны, у Hydractinia — тотипотентны. В других группах книдарий типичные i-клетки не описаны; источником нематоцитов, нервных и половых клеток могут быть дифференцированные клетки. Подробно рассмотрены современные данные о морфологии, репродукции, клеточном цикле, появлении и перемещениях i-клеток в онтогенезе, их потенциях и генной экспрессии у изученных книдарий, включая важные результаты экспериментальных исследований авторов на Hydractinia echinata. Клетки книдарий обладают способностью к трансдифференцировки: известно, что дифференцированные мышечные клетки гидроидных медуз способны приобрести черты мультипотентных стволовых клеток и дать начало почти всем клеточным типам, включая половые клетки. Возможность обратного развития взрослых стадий в ювенильные также демонстрирует высокую пластичность развития книдарий.

Четвертая глава (Rinkevich Y., Matranga V., Rinkevich B. Stem cells in aquatic invertebrates: common premises and emerging unique themes) — содержательная сводка данных по стволовым клеткам туникат, книдарий, иглокожих и плоских червей, включающая сравнительный анализ свойств стволовых клеток водных беспозвоночных и позвоночных. У беспозвоночных, по контрасту с позвоночными (у которых преобладают олиго- и унипотентные стволовые клетки), распространены мультипотентные и плюрипотентные стволовые клетки. Рассматриваются две системы стволовых клеток при почковании колониальных ас-цидий — эпителиальная и гемобласты крови — и их участие в бесполом размножении, регенерации, росте, старении, колониальном химеризме и клеточном паразитизме. Естественное клонирование личинок иглокожих — весьма распространенное явление, происходящее путем аутотомии, паратомии и почкования; вторичные личинки развиваются путем реорганизации личиночных тканей. Трансдифференцировка клеток служит механизмом клеточной пластичности у водных беспозвоночных. Стволовые клетки четырех рассмотренных типов беспозвоночных проявляют свойства, общие с чертами таковых позвоночных и включающие морфологию, способность к долговременному самообновлению, миграции и дифференцировки в специализированные клетки. "Стволовость" связана с экспрессией белков генов Piwi, Vasa, Nanos, PCNA. Стволовые клетки играют основную роль в развитии, поддержании гомеостаза, росте и регрессии, бесполом размножении и регенерации беспозвоночных. Для стволовых клеток водных беспозвоночных характерны их рассеянность в организме, отсутствие регу-ляторного микроокружения (ниши), способность дать начало клеткам многих линий и возникновение половых клеток из стволовых клеток взрослого организма.

Пятая глава (Sköld H.N., Obst M, Sköld M, Äkes-son B. Stem cells in asexual reproduction of marine invertebrates) дает исчерпывающую информацию по стволовым клеткам всех исследованных таксонов морских беспозвоночных, способных к бесполому размножению. Авторы отмечают консерватизм полового размножения и вариабельность бесполого в связи с независимым возникновением клональной и колониальной стратегии размножения в различных ветвях животного мира, однако к бесполому размножению они причисляют и партеногенез — развитие из женской половой клетки без оплодотворения, т.е. модифицированное половое размножение. Рассмотрены три типа сегрегации половой линии, в последние годы именуемые соматическим эмбриогенезом, эпиморфозом и преформацией. В сравнительном аспекте анализируется агамное клонирование водных беспозвоночных, его молекулярные и эволюционные аспекты. Авторы называют плю-ри- или тотипотентные стволовые клетки, обеспечивающие клонирование и способные дать клетки половой линии, первичными стволовыми клетками. Некоторые многоклеточные животные, например нематоды, лишены таких стволовых клеток, клеточной пластичности и имеют очень ограниченную регенерационную способность. Авторы отрицают присутствие колониальных видов среди Ecdysozoa, однако колониаль-ность некоторых представителей корнеголовых ракообразных в результате почкования на эндо-паразитической стадии жизненного цикла уже доказана. Классическими маркерами стволовых клеток названы белки Vasa и Nanog, активность щелочной фосфатазы и теломеразы. Заключение об эволюционной первичности клональных ако-лониальных животных с инициацией клеток половой линии от недетерминированных первичных стволовых клеток спорно. Бесспорна необходимость применения сравнительного и экспериментального подходов для изучения стволовых клеток животных.

Данные по стволовым клеткам солитарных асцидий рассмотрены Э. Купером в главе 2 (Cooper E.L. Putative stem cell origins in solitary tunicates) c использованием в качестве модельного организма Styela plicata для изучения стволовых клеток и гемопоэза. Результаты исследования пролиферации и дифференцировки клеток крови асци-дий сравниваются с данными, полученными на лимфоцитах позвоночных. Разработаны тканевые культуры фарингеальных эксплантатов асци-дии, внутри которых появляются гемопоэтиче-ские узлы. Показано, что гистосовместимость у асцидий опосредована лимфоцитоподобными клетками; интерлейкин туникат (IL-1-like fraction) стимулирует пролиферацию клеток in vitro.

Бластогенезу и стволовым клеткам колониальной асцидии Botryllus schlosseri, рассматриваемым и в некоторых других главах, отведен отдельный

РЕЦЕНЗИЯ НА КНИГУ "СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

319

обзор в главе 11 (Bailarín L., Manni L. Stem cells in sexual and asexual reproduction of Botryllus schlosseri (Ascidiacea, Tunicata): an overview). B. schlosseri более 50 лет используется как модельный лабораторный объект для исследований полового и бесполого размножения и сравн

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком