Как В-лимфоциты превращаются в Т-лимфоциты
Удаление гена Pax5 в зрелых В-лимфоцитах позволяет этим клеткам возвращаться в менее дифференцированное состояние и трансформироваться в Т-лимфоциты.
Клеточная дифференцировка считается необратимым процессом, однако австрийские ученые из Венского биоцентра, работающие под руководством Майнрада Бусслингера (Meinrad Busslinger), продемонстрировали, что удаление единственного гена в мышиных В-лимфоцитах превращает их в клетки-предшественники, способные дифференцироваться в иммунные клетки другого типа – Т-лимфоциты. Эти данные являются первым доказательством возможности превращения клеток одного типа в клетки другого типа через промежуточный этап дедифференцировки – возвращения в менее специализированное состояние.
Исследователи создали трансгенных мышей, у которых в В-лимфоцитах периферических лимфоидных органов избирательно отсутствовал ген фактора транскрипции Pax5. Для этого ген Pax5 фланкировали регионами, разрезаемыми специфичным ферментом рекомбиназой. Ген рекомбиназы был модифицирован таким образом, что его активация происходила исключительно в зрелых В-лимфоцитах.
Изучение формирующихся у таких животных лимфом выявило экспрессию на опухолевых клетках маркеров и сигнальных рецепторов, характерных для лимфоцитарных предшественников. Однако одновременно с этим в клетках наблюдались реаранжировки ответственных за синтез антител генов иммуноглобулинов, характерные исключительно для зрелых В-лимфоцитов.
После этого ученые выделили зрелые В-клетки мышей, генетически модифицированных таким образом, что их ген Pax5 мог быть удален как в in vivo, так и в in vitro условиях. Такие клетки вводили мышам, не способных к формированию В- и Т-лимфоцитов. Спустя 8 недель донорские клетки регистрировались в костном мозге животных, т.е. именно в том органе, который является признанным резервуаром стволовых клеток. Была также зарегистрирована дифференцировка донорских клеток в макрофаги. Через 2-3 месяца донорские клетки появлялись также в тимусе, где превращались в функционирующие Т-лимфоциты. Однако для этих Т-клеток были характерны генные реаранжировки в вариабельных регионах как генов иммуноглобулинов, так и генов Т-клеточного рецептора, обычно определяющих принадлежность клеток к популяциям В- или Т-лимфоцитов.
Для получения дальнейших доказательств того, что зрелые В-клетки предварительно проходили стадию дедифференцировки, а не трансформировались непосредственно в Т-лимфоциты (трансдифференцировка), авторы вводили не имеющие гена Pax5 В-лимфоциты мыши, после чего выделяли из ее костного мозга клетки-предшественники донорского происхождения и вводили их третьей мыши, не имеющей В- и Т-клеток. Как и ранее, донорские клетки дифференцировались в функционирующие В- и Т-лимфоциты.
Считается, что ген Pax5 является онкогеном, участвующим в формировании лимфом и лейкемий. Однако результаты этой работы указывают на функционирование этого гена в качестве супрессора опухолевого роста, т.к. в его отсутствие формируются агрессивные опухоли из клеток-предшественников. Ген Notch1, также кодирующий фактор транскрипции, обладает сходной двойственностью. Однако ген Pax5, а именно его удаление, продемонстрировало еще более неожиданное свойство В-клеток – невероятную пластичность, несмотря на конечную стадию дифференцировки.
