Обнаружены ключи к тому, как эмбриональная почка поддерживает свои мимолетные стволовые клетки

Изучая мышей и людей, исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи и их сотрудники в Париже определили два белка, которые необходимы для поддержания запаса стволовых клеток в развивающейся почке.

В присутствии двух белков, FGF9 и FGF20, стволовые клетки почек мыши оставались живыми вне организма дольше, чем сообщалось ранее. Хотя клетки поддерживали всего пять дней (было примерно два), эта работа – небольшой шаг к будущей цели выращивания почечных стволовых клеток в лаборатории.

В развивающемся эмбрионе эти ранние стволовые клетки дают начало взрослым клеткам, называемым нефронами, единицам фильтрации крови почек.

Результаты появятся в Интернете 11 июня в Developmental Cell.

"Когда мы рождаемся, мы получаем определенное количество нефронов," говорит Рафаэль Копан, доктор философии, Алан А. и Эдит Л. Вольф профессор биологии развития. "К счастью, у нас большой профицит. Можем пожертвовать почку ?? отдать 50 процентов наших нефронов ?? и все еще хорошо. Но, в отличие от нашей кожи и кишечника, наши почки не могут создавать новые нефроны."

Кожа и кишечник имеют небольшие пулы стволовых клеток, которые постоянно обновляют эти органы на протяжении всей жизни. Ученые называют такие пулы стволовых клеток и их поддерживающую систему нишей. На раннем этапе развития эмбриональная почка также имеет нишу для стволовых клеток. Но в какой-то момент до рождения или вскоре после этого все стволовые клетки в почках дифференцируются с образованием нефронов, не оставляя самообновляющегося пула стволовых клеток.

"В других органах есть клетки, которые специально образуют нишу, поддерживая стволовые клетки в защищенной среде," Копан говорит. "Но в эмбриональной почке стволовые клетки образуют свою собственную нишу, делая ее более хрупкой. А сигналы и условия, которые заставляют клетки образовывать эту нишу, были неуловимы."

Удивительно, но недавние ключи к разгадке сигналов, которые поддерживают нишу стволовых клеток эмбриональной почки, были получены в результате исследований внутреннего уха. Дэвид М. Орнитц, доктор медицины, доктор философии, профессор биологии развития, получивший звание выпускников, исследует передачу сигналов FGF у мышей. Ранее в этом году Орнитц и его коллеги опубликовали статью в журнале PLoS Biology, в которой показано, что FGF20 играет важную роль в развитии внутреннего уха.

"Мыши без FGF20 глубоко глухи," Орниц говорит. "Хотя в остальном они жизнеспособны и здоровы, в некоторых случаях мы заметили, что их почки выглядят маленькими."

Предыдущие исследования в его собственной лаборатории и других исследователях показали, что FGF9, близкий химический родственник FGF20, также может участвовать в развитии почек. FGF20 и FGF9 являются членами семейства белков, известных как факторы роста фибробластов. В целом известно, что члены этого семейства играют важную и широкую роль в эмбриональном развитии, поддержании тканей и заживлении ран. Мыши, лишенные FGF9, имеют дефекты развития урогенитального тракта самцов и умирают после рождения из-за дефектов развития легких.

Поскольку FGF9 и 20 так тесно связаны, Орнитц и Сунг-Хо Ху, доктор философии, научный сотрудник постдокторского исследования и бывший постдокторант Хила Барак, доктор философии, думали, что эти два белка могут выполнять избыточные функции в развивающейся почке, компенсируя друг друга, если один отсутствует. Следующий логичный вопрос, по мнению Орница, заключался в том, что происходит, когда оба пропадают.

"Когда мы исследовали мышей, лишенных как FGF9, так и FGF20, мы увидели, что у эмбрионов нет почек," Орниц говорит.

Доказательства, подтверждающие роль передачи сигналов FGF в развитии почек, были получены от сотрудников из Франции. Там исследователи определили две семьи, которые потеряли более одной беременности из-за того, что у плода не было почек, и это состояние называется агенезией почек.

Анализируя ДНК плодов, они обнаружили мутации в четырех генах, которые, как известно, участвуют в развитии почек. Одна из этих мутаций привела к полной потере FGF20. Этот анализ также выявил важное различие между мышами и людьми. У мышей FGF9, по-видимому, компенсирует полную потерю FGF20. Но в анализе ДНК человека у плодов, которые развились без почек, был нормальный FGF9.

"У людей FGF9 недостаточно, чтобы спасти почку, если FGF20 отсутствует," Копан говорит.

Теперь, когда идентифицированы по крайней мере некоторые из белков, необходимых для поддержки ниши стволовых клеток почек, Копан и Орнитц оба надеются на дальнейшую работу по дальнейшему продлению жизни таких клеток в лаборатории.

"Святой Грааль – доставить эти клетки обратно в больную почку," Копан говорит. "Это очень маленький шаг. Но мы надеемся, что это будет стимулом для этой области, для нас и для других, чтобы продолжить думать о том, как убедить эти клетки оставаться здесь подольше."

Бурятия Онлайн