Скачать презентацию Novershtern 2011 Факторы транскрипции в кроветворной системе Скачать презентацию Novershtern 2011 Факторы транскрипции в кроветворной системе

2. Регуляции в кроветорении 2013 word 2003.ppt

  • Количество слайдов: 102

Novershtern, 2011 Novershtern, 2011

Факторы транскрипции в кроветворной системе Факторы транскрипции в кроветворной системе

Взаимодействие фактор-рецептор Взаимодействие фактор-рецептор

Взаимодействие фактор-рецептор Взаимодействие фактор-рецептор

Факторы транскрипции Факторы транскрипции

Факторы транскрипции Факторы транскрипции

Факторы транскрипции, регулирующие стволовые кроветворные клетки Zhu-2002 -Oncogen Факторы транскрипции, регулирующие стволовые кроветворные клетки Zhu-2002 -Oncogen

Факторы транскрипции, регулирующие миелопоэз Zhu-2002 -Oncogen Факторы транскрипции, регулирующие миелопоэз Zhu-2002 -Oncogen

Факторы транскрипции, регулирующие лимфопоэз Zhu-2002 -Oncogen Факторы транскрипции, регулирующие лимфопоэз Zhu-2002 -Oncogen

Методы для определения факторов транскрипции • 1. нокаутные мыши • 2. Арреи • 3. Методы для определения факторов транскрипции • 1. нокаутные мыши • 2. Арреи • 3. Определение транскриптом

Факторы транскрипции для поддержания СКК Факторы транскрипции для поддержания СКК

Пирамида кроветворных субпопуляций • Кроветворение идет в одном направлении • Пролиферативный потенциал уменьшается • Пирамида кроветворных субпопуляций • Кроветворение идет в одном направлении • Пролиферативный потенциал уменьшается • Не происходит смены линейной дифференцировки СКК Коммитированные предшественники Делящиеся и Созревающие клетки

Необратимость дифференцировки M-CSF EPO Необратимость дифференцировки M-CSF EPO

Необратимость дифференцировки EPO M-CSF Необратимость дифференцировки EPO M-CSF

Как обеспечить своевременную гибель клеток? Апоптоз – запрограммированная гибель клеток. Используется в регуляции кроветворения Как обеспечить своевременную гибель клеток? Апоптоз – запрограммированная гибель клеток. Используется в регуляции кроветворения на всех этапах дифференцировки.

Основные принципы апоптоза Основные принципы апоптоза

Основные принципы апоптоза Основные принципы апоптоза

Регуляция в эритроне Регуляция в эритроне

Как регулируются и где локализуются СКК • Существует дистантная регуляция СКК с помощью ростовых Как регулируются и где локализуются СКК • Существует дистантная регуляция СКК с помощью ростовых факторов. • Локальная регуляция в «нишах» для СКК

Ниша для стволовых клеток – прошлое и настоящее • Термин «ниша для стволовых клеток» Ниша для стволовых клеток – прошлое и настоящее • Термин «ниша для стволовых клеток» ввел Schofield в 1970 году. И это была гипотеза для объяснения поведения СКК в селезенках облученных мышей. • В молекулярных терминах ниша была описана у Drosophila melanogaster при изучении половых стволовых клеток. • Стало ясно, что для различных тканей ниши различаются. • Сейчас это понятие связано с микроокружением, которое позволяет стволовым клеткам сохранять состояние покоя и способность к самоподдержанию.

Ниши для взрослых стволовых клеток Ниши для взрослых стволовых клеток

Различают 2 типа ниш – остеобластную, где локализуются самые ранние СКК и сосудистую, где Различают 2 типа ниш – остеобластную, где локализуются самые ранние СКК и сосудистую, где происходит регуляция стимулированных к делению СКК

Различают 2 типа ниш – остеобластную, где локализуются самые ранние СКК и сосудистую, где Различают 2 типа ниш – остеобластную, где локализуются самые ранние СКК и сосудистую, где происходит регуляция стимулированных к делению СКК

2012 2012

Внешние факторы, которые необходимы для нормального поддержания СКК Фактор Генетическое свидетельство регуляции СКК in Внешние факторы, которые необходимы для нормального поддержания СКК Фактор Генетическое свидетельство регуляции СКК in vivo Angiopoietin Делеция Tie 2 (рецептор к ангиопоэтину) приводит к дефекту СКК. Фактор отвечает за поддержание СКК в состоянии «покоя» . Ca ++ ions Делеция рецептора к ионам Са++ приводит к уменьшению клеточности костного мозга и мобилизации СКК CXCL 12 У мышей дефицитных по этому хемокину (SDF) его рецептору CXCR 4 меньше СКК м они не способны к заселению костного мозга. SHH Негативно регулируют способность СКК к самоподдержанию. СКК гетерозигот теряют способность длительно репопулировать костный мозг. Osteopontin Негативный регулятор количества СКК, экспрессируется веретеновидными остеобластами, у мышей дефицитных по этому фактору увеличивается количество СКК в костном мозге SCF У мышей мутантов по фактору или его рецептору kit (W/Wv) СКК уменьшаются в количестве и страдает их функция. Thrombopoietin У мышей мутантов по фактору или его рецептору Mpl СКК уменьшаются в количестве и страдает их функция 2008

Молекулы взаимодействия СКК и ниши по Forsberg 2009 Молекулы взаимодействия СКК и ниши по Forsberg 2009

Молекулы взаимодействи СКК и ниши по Taichman 2005 Молекулы взаимодействи СКК и ниши по Taichman 2005

Молекулы взаимодействи СКК и ниши по Taichman 2005 Молекулы взаимодействи СКК и ниши по Taichman 2005

Filipovitch-lecture-2009 Filipovitch-lecture-2009

«ниша» для стволовых клеток Mendez-Ferrer, 2010 «ниша» для стволовых клеток Mendez-Ferrer, 2010

Остеобластная и сосудистая ниши SDF 1 = CXCL 12 CXCR 4 - рецептор Остеобластная и сосудистая ниши SDF 1 = CXCL 12 CXCR 4 - рецептор

Остеобластная ниша Остеобластная ниша

Leptin receptor + CXCL 12+ (CAR) Perry 2012 Leptin receptor + CXCL 12+ (CAR) Perry 2012

СКК в нише - модель Jung-2011 СКК в нише - модель Jung-2011

Варианты деления СКК в нише Варианты деления СКК в нише

Градиент концентрации кислорода в костном мозге Guitart, 2010, exphem Градиент концентрации кислорода в костном мозге Guitart, 2010, exphem

Нервная регуляция кроветворения • TGF-b ингибирует пролиферацию стволовых кроветворных клеток. • TGF-b секретируется многими Нервная регуляция кроветворения • TGF-b ингибирует пролиферацию стволовых кроветворных клеток. • TGF-b секретируется многими типами клеток костного мозга в неактивной форме в виде комплекса с белками, который получил название «большой латентный комплекс» (Large Latent Complex (LLC)). Однако механизмы, благодаря которым происходит высвобождение активной формы TGF-b, до сих пор оставались малоизученными.

Нервная регуляция кроветворения • одним из компонентов гемопоэтических ниш костного мозга является дискретная популяция Нервная регуляция кроветворения • одним из компонентов гемопоэтических ниш костного мозга является дискретная популяция клеток, которые по ряду признаков соответствует не экспрессирующим миелин Шванновским клеткам. Этому виду глиальных клеток костного мозга, по-видимому, принадлежит исключительная роль в продукции активной формы TGF-b, одной из функций которого является поддержание ГСК в состоянии покоя.

Нервная регуляция СКК в нише Нервная регуляция СКК в нише

Влияние кроветворения на строму CCL 3 = MIP-1 a Lane-2012 Fricsh-2012 Влияние кроветворения на строму CCL 3 = MIP-1 a Lane-2012 Fricsh-2012

Пролиферация и состояние покоя СКК Пролиферация и состояние покоя СКК

Мыши получали 1 внутрибрюшинную инъекцию Budr 180 mg, а затем их поили водой с Мыши получали 1 внутрибрюшинную инъекцию Budr 180 mg, а затем их поили водой с Budr 800 mg на мл Через 70 дней

S 5. In Situ Localization of LRCs on Bone Sections Detection of Brd. ULRC S 5. In Situ Localization of LRCs on Bone Sections Detection of Brd. ULRC c. Kit+ cells by immunofluorescence staining of bone sections from mice after 170 days chase. A and B; Brd. U staining (green), c. Kit/CD 117 (red), DAPI (blue). C. Brd. U staining (red); ckit/CD 117 (green). The endosteal lining of the bone marrow cavities is indicated as a white dashed line. LRCBrd. U is indicated by arrow.

Пролиферация и состояние покоя СКК Пролиферация и состояние покоя СКК

Пролиферация и состояние покоя СКК За жизнь мыши СКК проделывают всего 5 делений (1 Пролиферация и состояние покоя СКК За жизнь мыши СКК проделывают всего 5 делений (1 раз в 145 дней)

Пролиферация и состояние покоя СКК Пролиферация и состояние покоя СКК

Гетерогенность СКК Гетерогенность СКК

Гетерогенность СКК Линия мышей С 57 Bl 6 Balb/c DBA/2 C 57 Bl 6 Гетерогенность СКК Линия мышей С 57 Bl 6 Balb/c DBA/2 C 57 Bl 6 Старые Balb/c Старые DBA/2 Старые Соотношение лимфоцитов и миелоцитов • Было показано, что существуют миелоидные и лимфоидные СКК. • С возрастом их соотношение меняется и миелоидные начинают доминировать.

Гетерогенность СКК Старение норма Миелопоэз Лимфопоэз норма Ответ на IL 7 норма Гетерогенность СКК Старение норма Миелопоэз Лимфопоэз норма Ответ на IL 7 норма

Гетерогенность СКК – теория пластов В 1977 году А. И. Воробьевым была выдвинута гипотеза Гетерогенность СКК – теория пластов В 1977 году А. И. Воробьевым была выдвинута гипотеза о возрастных пластах стволовых клеток, существо которой сводится к предположению о качественном различии стволового класса клеток в разные периоды жизни человека. В основе гипотезы лежали клинические наблюдения за лейкозами, неодинаковыми по форме в разные возрастные периоды или обнаруживающими качественные различия одной и той же формы в зависимости от возраста пациента.

Регуляция кроветворения стромальными клетками CD 45. 2+ old ISO CD 45. 1+ young ISO Регуляция кроветворения стромальными клетками CD 45. 2+ old ISO CD 45. 1+ young ISO CD 45. 2+ old CD 45. 1+ young HET 5 -6 недель, а затем мышей разъединяли Mayack, 2010

% LTR-HSC Mayack, 2010 % LTR-HSC Mayack, 2010

Mayack, 2010 Mayack, 2010

Oakley, 2010 Oakley, 2010

Как клетки крови попадают из костного мозга в кровоток? • Эндотелиальные клетки и поддерживающая Как клетки крови попадают из костного мозга в кровоток? • Эндотелиальные клетки и поддерживающая строма представляют барьер между кровотоком и костным мозгом. • Большинство клеток двигаются между клетками эндотелия для выхода в кровоток. • Возможно давление индуцированное пролиферацией проталкивает эритроциты в кровоток. • Лейкоциты двигаются вдоль клеток стромы и эндотелия с помощью межклеточных молекул адгезии (ICAM), находящихся на их поверхности и клеток фиброзной ткани и эндотелия.

Движения клеток из костного мозга в кровь Мегакариоцит Нейтрофил Строма костного мозга Фиброзная ткань Движения клеток из костного мозга в кровь Мегакариоцит Нейтрофил Строма костного мозга Фиброзная ткань Эритроциты Клетки эндотелия Кровоток Тромбоциты

Мегакариоциты Мегакариоциты

Хоминг кроветворных клеток Си Костный мозг ну с Хоминг кроветворных клеток Си Костный мозг ну с

Мобилизация кроветворных клеток Стабильное состояние Кровь Костный мозг Мобилизация кроветворных клеток Стабильное состояние Кровь Костный мозг

Мобилизация кроветворных клеток Мобилизация Кровь Костный мозг Г-КСФ Мобилизация кроветворных клеток Мобилизация Кровь Костный мозг Г-КСФ

Spingosine-1 -phosphate Juarez-2012 Cristopherson-201 Spingosine-1 -phosphate Juarez-2012 Cristopherson-201

Мобилизация кроветворных клеток Экспрессия SDF 1 Экспрессия MMP-9 Мобилизация кроветворных клеток Экспрессия SDF 1 Экспрессия MMP-9

Ниша Ellis-2011 Ниша Ellis-2011

Эритропоэз • Основой является эритробластный островок. • В центре находится макрофагкормушка, вокруг которого образуются Эритропоэз • Основой является эритробластный островок. • В центре находится макрофагкормушка, вокруг которого образуются кольца развивающихся эритроидных предшественников. • В развивающиеся клетки железо из ферритина.

Эритробластный островок Эритробластный островок

Эритропоэз • Схема развития клеток эритроидного ряда: СКК→БОЕ-Э →КОЕ-Е →эритробласт →проэритробласт →базофильный нормобласт → Эритропоэз • Схема развития клеток эритроидного ряда: СКК→БОЕ-Э →КОЕ-Е →эритробласт →проэритробласт →базофильный нормобласт → полихроматофильный нормобласт → метахроматофильный нормобласт → оксифильный нормобласт→ ретикулоцит → эритроцит

Эритропоэз Эритробласт Полихроматофилильный нормобласт Базофильный макроэритробласт Ортохоматофильный нормобласт Базофильный нормобласт Ретикулоцит Эритроцит Эритропоэз Эритробласт Полихроматофилильный нормобласт Базофильный макроэритробласт Ортохоматофильный нормобласт Базофильный нормобласт Ретикулоцит Эритроцит

Созревание Размер клеток деление Уменьшается по мере созревания Увеличивается по мере деления Созревание Размер клеток деление Уменьшается по мере созревания Увеличивается по мере деления

Схема взросления эритроидных клеток • 1. Уменьшается размер клетки. • 2. Уменьшается размер ядра. Схема взросления эритроидных клеток • 1. Уменьшается размер клетки. • 2. Уменьшается размер ядра. • 3. Усиливается конденсация хроматина. • 4. Цитоплазма перестает быть базофильной и становится краснооранжевой, так как рибосомальные РНК заменяются гемоглобином.

Продукция эритроцитов • Время необходимое для продукции эритроцитов от эритробласта до эритроцита Человек : Продукция эритроцитов • Время необходимое для продукции эритроцитов от эритробласта до эритроцита Человек : 8 дней Собака: 4 дня Корова: 4, 5 дня • Значительное количество эритроцитов появляется в крови через 3 дня после стимуляции эритропоэза, связанной с гипоксией или анемией.

Как регулируется продукция эритроцитов ? Известно, что при гипоксии увеличивается количество эритроцитов. Почему это Как регулируется продукция эритроцитов ? Известно, что при гипоксии увеличивается количество эритроцитов. Почему это происходит? Давление кислорода падает, ткани начинают страдать от его нехватки и в почках начинает синтезироваться больше гормона эритропоэтина. Эритропоэтин – первый из открытых факторов роста кроветворных клеток. Без него не возможна дифференцировка эритрона.

Регуляция в эритроне Регуляция в эритроне

Роль ЕРО в организме Роль ЕРО в организме

Миелопоэз • Продукция белых клеток крови осуществляется в костном мозге • Схема развития миелоидных Миелопоэз • Продукция белых клеток крови осуществляется в костном мозге • Схема развития миелоидных клеток: СКК → КОЕ-ГМ → КОЕ-Г → Миелобласт → Промиелоцит → Метамиелоцит → Базофильный нейтрофил → Нейтрофил

Миелопоэз Отделы созревания для нейторфилов Пролиферативный пул Миелобласты Промиелоциты Миелоциты Пул созревающих клеток Метамиелоциты Миелопоэз Отделы созревания для нейторфилов Пролиферативный пул Миелобласты Промиелоциты Миелоциты Пул созревающих клеток Метамиелоциты Палочкоядерные нейтрофилы Функционирующий пул Палочкоядерные нейторфилы Нейтрофилы

Миелопоэз Миелобласт Промиелоцит Миелоцит Продукция нейтрофилов нейтрофил Палочкоядерный нейтрофил Метамиелоцит Миелопоэз Миелобласт Промиелоцит Миелоцит Продукция нейтрофилов нейтрофил Палочкоядерный нейтрофил Метамиелоцит

Миелопоэз Миелобласт Промиелоцит Эозинофильный миелоцит Продукция эозинофилов Эозинофил Палочкоядерный эозинофил Эозинофильный метамиелоцит Миелопоэз Миелобласт Промиелоцит Эозинофильный миелоцит Продукция эозинофилов Эозинофил Палочкоядерный эозинофил Эозинофильный метамиелоцит

Миелопоэз Миелобласт Промиелоцит Базофильный миелоцит Продукция базофилов Базофил Палочкоядерный базофил Базофильный метамиелоцит Миелопоэз Миелобласт Промиелоцит Базофильный миелоцит Продукция базофилов Базофил Палочкоядерный базофил Базофильный метамиелоцит

Моноцитопоэз • Продукция моноцитов • На ранних стадиях это одни и те же с Моноцитопоэз • Продукция моноцитов • На ранних стадиях это одни и те же с миелоцитами клетки • После действия ГМ-КСФ разделяются на 2 отдельных линии • После действия М-КСФ развиваются в монобласты и промоноциты

Моноцитопоэз • Морфологически монобласты и промоноциты плохо отличимы от миелобластов и промиелоцитов • Моноциты Моноцитопоэз • Морфологически монобласты и промоноциты плохо отличимы от миелобластов и промиелоцитов • Моноциты быстро попадают в кровоток. • Пула их в костном мозге нет. • Моноциты попадающие в ткани становятся макрофагами.

Как это удалось установить ? С помощью метода радиоавтографии Крысам внутрибрюшинно вводили радиоактивный тимидин Как это удалось установить ? С помощью метода радиоавтографии Крысам внутрибрюшинно вводили радиоактивный тимидин в течение 7 дней

Радиоавтография Радиоавтография

Радиоавтография «Гемоцитобласт» Миелобласт Нейтрофильный метамиелоцит Промиелоцит Палочкоядерный нейтрофил Радиоавтография «Гемоцитобласт» Миелобласт Нейтрофильный метамиелоцит Промиелоцит Палочкоядерный нейтрофил

Тромбоцитопоэз Тромбоцитопоэз

Мегакариоциты Мегакариоциты

Мегакариоцит Мегакариоцит

Что узнали из этой лекции? • Описание факторов транскрипции в кроветворной системе. • Устройство Что узнали из этой лекции? • Описание факторов транскрипции в кроветворной системе. • Устройство и функционирование отделов эритроидных, миелоидных предшественников. • Принципы хоминга и мобилизация кроветворных клеток. • Как делятся и поддерживаются стволовые кроветворные клетки. • Предопределенность судьбы стволовых кроветворных клеток в зависимости от возраста. • Примерные принципы организации остеобластной и сосудистой «ниш» для стволовых кроветворных клеток. • Роль стромального микроокружения при старении.

Что будет на следующей лекции? • Экспериментальные работы нашей лаборатории • Клональное устройство кроветворной Что будет на следующей лекции? • Экспериментальные работы нашей лаборатории • Клональное устройство кроветворной системы • Отдел и методы изучения мезенхимных стволовых клеток и устройство их отдела

Что не будет освещено в лекциях? • Современные данные о мультипотентных мезенхимных стромальных клетках Что не будет освещено в лекциях? • Современные данные о мультипотентных мезенхимных стромальных клетках • Принципы и применение клеточной терапии с помощью взрослых стволовых клеток из кроветворной системы, в основе которой лежат кроветворные и стромальные стволовые клетки.