| Hemangioblast | |
|---|---|
| Textil | bindande |
| Historia om celldifferentiering | Zygote → Blastomer → Embryoblast → Epiblast → Primär mesodermcell → Prehemangioblast → Hemangioblast |
| Möjligheter till ytterligare differentiering | Hemocytoblast • Angioblast |
En hemangioblast är en pluripotent stamcell som kan differentiera genom det hemogena endotelcellstadiet till antingen en pluripotent hematopoetisk stamcell, en hemocytoblast eller en blodkärlsendotelstamcell , angioblast . [1] [2] Således, till exempel, i ett musembryo , observeras utseendet av de första "blodöarna" som innehåller hemangioblaster i gulesäcken från och med den 7:e dagen av embryonal utveckling. Det är i dessa "blodöar" som består av hemangioblaster som primär embryonal hematopoies och angiogenes inträffar . Från dessa blodöar bildas snart hematopoetiska celler och kärl. Hemangioblaster är de primära embryonala stamcellerna som bildar dessa "blodöar". Hittills har hemangioblaster identifierats i embryon från människor , mus och zebrafisk .
Hemangioblaster isolerades först från embryonala cellkulturer. Det visades sedan att deras utveckling och differentiering kan kontrolleras av cytokiner , vilket får dem att differentiera antingen längs den hematopoetiska eller endoteliala vägen. Det har också visat sig att dessa tidiga "pre-endoteliala/pre-hematopoetiska" stamceller i sin tur uppstår i embryot från ännu tidigare stamceller, de så kallade " prehemangioblasterna ", och de från den primära mesodermen , och att uttryck av CD34 , ytantigenet hos hematopoetiska/endotelstamceller, börjar vid prehemangioblaststadiet, vid rekryteringsstadiet av primära mesodermceller till hemangioblastutvecklingsvägen. Senare fann man att hemangioblaster finns i små mängder, inte bara i embryonala och fosterliga, utan också i postnatala vävnader, inklusive nyfödda , barn , ungdomar , vuxna och till och med äldre, även om deras antal minskar med tiden.
Hypotesen om förekomsten av hemangioblaster som en speciell underart av celler från vilka både hematopoetiska (hematopoetiska) celler och vaskulära endotelceller utvecklas föreslogs först 1900 av Wilhelm His Jr. För första gången gavs allvarliga skäl för att anta förekomsten av hemangioblaster som en speciell typ av celler från vilka både röda blodkroppar och kärlceller utvecklas av Florence Sabins observationer 1917 . Florence Sabin uppmärksammade det mycket nära sammanträffandet, både i rum och tid, i det ögonblick då de första blodkärlen och röda blodkropparna dök upp i gulesäcken på ett kycklingembryo . [3] År 1932, efter att ha bekräftat de observationer som gjorts tidigare av Florence Sabin, föreslog Murray termen "hemangioblast" för dessa celler. [fyra]
Hypotesen om förekomsten av en "bipotent" progenitorcell som kan bli antingen en hematopoetisk stamcell ( hemocytoblastom ) eller en endotelstamcell ( angoblastom ) stöds ytterligare av det faktum att endotelceller och hematopoetiska celler delar många vanliga eller överlappande cellulära markörer innefattande såsom FLK1, VEGF, CD34 , SCL , GATA2, RUNX1 och PECAM-1 . Dessutom har det visats att störningar av syntesen och uttrycket av FLK1 i det utvecklande embryot leder till att både hematopoetiska celler och vaskulära endotelceller försvinner (omöjlig utveckling). [5]
1997 var Kennedy från Gordon Kellers labb den första som isolerade och odlade hemangioblastekvivalenter in vitro . Forskaren döpte dessa celler till "blastkolonibildande enheter" eller "blastkolonibildande celler" (BL-CFU, BL-CFC, BL-CFU, BL-COC). Genom att använda aggregat (kluster) av differentierande tidiga embryonala stamceller från ett musembryo, de så kallade "embryoidkropparna", kunde författarna till denna studie hitta, visa på differentieringstidslinjen och isolera i kultur en grupp celler med gemensamma egenskaper som uppträder direkt före uppkomsten av hematopoetiska stamceller. Vidare kunde författarna visa att i närvaro av den "korrekta" uppsättningen av kemiska signaler ( cytokiner ), kan en viss delmängd av dessa celler differentieras till vissa linjer av hematopoetiska celler. [6] Dessutom kunde en annan grupp författare från samma laboratorium visa att med en annan uppsättning externa input kan samma celler differentiera sig till endotelceller. [7]
År 2004 visades förekomsten av hemangioblaster i ett mössembryo under utveckling in vivo av Huber från samma Keller-labb. Huber kunde isolera dessa celler och odla dem direkt från ett mössembryo under utveckling. Han visade att de utvecklas från baksidan av den primitiva primära strimmen av mesoderm hos det gastrulerande (dvs växt till gastrulastadiet ) embryot. Genom att använda metoden för att begränsa utspädningar kunde författarna till denna studie visa att de hematopoetiska och endotelceller som bildades som ett resultat av ytterligare differentiering av cellerna som de isolerade hade ett gemensamt klonalt ursprung (det vill säga en gemensam förfader). Detta bevisar att cellerna som de framgångsrikt isolerade från det utvecklande musembryot verkligen är hemangioblaster, det vill säga de mycket hypotetiska "gemensamma förfäderna" till hematopoetiska celler och endotelceller. [åtta]
För närvarande ackumuleras fler och fler data om förekomsten av hemangioblaster hos vuxna. Samtidigt kan hemangioblaster både finnas i benmärgen och cirkulera i små mängder i blodomloppet, där de kan ge upphov till både hematopoetiska celler och vaskulära endotelceller. Dessa celler uttrycker både CD34 och CD133. [9] Man tror att dessa cirkulerande hemangioblaster med största sannolikhet härstammar från benmärgen och kan till och med härröra från hematopoetiska stamceller (dvs från hemocytoblaster ) genom ett slags "omvänd differentiering" eller "avdifferentiering" (differentiering i "omvänd riktning" " ).
Antalet cirkulerande hemangioblaster i blodet, tillsammans med antalet andra cirkulerande progenitorceller (hemocytoblaster och senare), ökar dramatiskt i återhämtningsfasen efter kemoterapi , såväl som efter stimulering med kolonistimulerande faktorer. Detta används vid hematopoetisk stamcellstransplantation , där givaren genomgår ett förfarande för att mobilisera stamceller till den perifera cirkulationen genom att injicera kolonistimulerande faktorer och sedan ett förfarande för att samla in CD34-positiva stamceller (och vid autolog transplantation i patienter med leukemier och lymfom , när patienten fungerar som donator för sig själv, föregås införandet av kolonistimulerande faktorer också av en specialdesignad "mobiliserande" kemoterapi, tillräckligt hög dos för att orsaka en uttalad mobilisering av stamceller i återhämtningen fas och samtidigt döda så många maligna celler som möjligt, men samtidigt ganska skonsamt både i doser och i val av läkemedel för att inte orsaka massiv död av de tidigaste stamcellerna som ska samlas in).