The role of stem and progenitor cells in regeneration of hematopoietic tissue

Abstract

Regenerace tkáně je komplexní řízený proces závislý na buňkách s potenciálem obnovit buněčnou stavbu tkáně a její funkci, jakož i na řídících faktorech z tkáňového mikroprostředí. Krvetvorná tkáň má velkou schopnost regenerace, která je přičítána přítomnosti kmenových buněk. Regenerace silně poškozené dospělé krvetvorné tkáně je však prozkoumána jen částečně, a důraz na klíčovou úlohu kmenových buněk může zastírat poznání jiných významných mechanismů regenerace. Krvetvorná tkáň přitom poskytuje unikátní možnost poznání tkáňové regenerace díky její známé buněčné hierarchii, existenci pokročilých výzkumných metod včetně možnosti její transplantace, a také dobře definovaným embryonálním, fetálním a dospělým vývojovým fázím. Embryonální/fetální krvetvorba a regenerující dospělá krvetvorba spolu sdílejí potřebu zvyšování populací progenitorových a kmenových buněk při současné potřebě stálého zvyšování tvorby zralých krevních buněk. Analyzovali jsme dospělou krvetvornou tkáň myší po jejím submyeloablativním poškození ionizujícím zářením (6 Gy). Použitou dávku celotělového záření přežije jen velmi málo buněk s kapacitou rekonstituce (regenerace) hematopoezy. Zaměřili jsme se na období intenzivní regenerace charakterizované obnovenou masivní produkcí zralých krevních buněk a souběžnou expanzí nezralých krvetvorných...

Tissue regeneration is a complex and highly orchestrated process dependent on cells with the potential to restore structures and functions and on controlling factors from the tissue microenvironment. Hematopoietic tissue has a high ability to regenerate, which is attributed to the presence of stem cells, but the regeneration of severely damaged adult tissue is still only partially understood. Hematopoietic tissue provides a unique opportunity to study tissue regeneration due to its well-established steady- state structure and function, easy accessibility, advanced research methods, and well-defined embryonic, fetal, and adult stages of development. Embryonic/fetal liver hematopoiesis and adult hematopoiesis recovering from damage share the needto expand populations of progenitors and stem cells in parallel with increasing production of mature blood cells. We analyzed adult hematopoiesis in mice subjected to a submyeloablative dose (6 Gy) of gamma radiation, in which only a few cells with reconstituting capacity survived. We targeted the period of regeneration characterized by the renewed massive production of mature blood cells and the ongoing expansion of immature hematopoietic cells. Cells from the top of the hematopoietic hierarchy, hematopoietic stem cells, and multipotent progenitors are almost missing...