Возрастное снижение эффективности клонирования и численности стромальных клеток-предшественников

The work was performed on CBA mice using heterotopic transplantation method when parts of femur bone marrow (1/2) and spleen (1/5) were placed under renal capsule. Following variants of cross transplantation of donors and recipients were used: Young→Young (Y→Y), Youngs Old (Y→O), Old→Old (O→O), Old→Young (0→Y). Cell suspensions were prepared from two months old grafts, placed in monolayer cultures and CFE was determined. It was shown that in bone marrow grafts CFE and the number of CFU-F in group O→O decreased 8-fold in comparison with group Y→Y. In group O→Y CFE increased 3-fold in comparison with variant O→O. In group Y→O CFE decreased 2-fold in comparison with group Y→Y. In spleen grafts CFE and the number of CFU-F in group O→O decreased correspondingly 4- and 6-fold as compared with group Y→Y. In group O→Y CFE increased 7-fold in comparison with group O→O and was higher than in group Y→Y. The data suggest that age decrease of CFE and GFU-F in bone marrow is the result of changes in stromal tissue the same as the regulation effect of host organism. On the contrary age decrease of these parameters in spleen is predominantly related with regulatory influence of host organism.


Известно, что в организме старение сопровождается снижением численности стромальных клеток-предшественников (КОК-Ф). Данная работа посвящена решению вопроса о том, в какой мере это снижение обусловлено истинным уменьшением количества КОК-Ф, а в какой - регулирующим влиянием организма, который определяет их численность, исходя из возрастных физиологических потребностей. Работа выполнена с помощью метода гетеротопной трансплантации костного мозга и селезенки мышей с последующим определением эффективности клонирования (ЭКО-Ф) и численности стромальных клеток-предшественников в трансплантатах.

Известно, что трансплантат представляет собой своего рода химерный орган, в котором стромальные клетки принадлежат донору, а кроветворные и лимфоидные клетки, а также макрофаги - реципиенту. Таким образом, при перекрестной посадке костного мозга или селезенки старых и молодых животных можно судить о том, каков вклад внутренних и внешних причин в возрастное снижение численности КОК-Ф. Опыты проводили на мышах линии СВА возрастом 2 и 24 месяца. Для посадки гетеротопных трансплантатов половину содержимого костномозговой полости бедра мышей или 1/5 селезенки помещали под почечную капсулу этих животных, как это было описано ранее, в следующих комбинациях доноров и реципиентов: молодые - молодые (М → М), молодые - старые (М → С), старые - старые (С → С), старые - молодые (С → М). Суспензии клеток, содержащихся в 2-х месячных трансплантатах костного мозга и селезенки, готовили, как описано, и помещали в монослойные культуры. О численности КОК-Ф судили по числу колоний стромальных фибробластов, которые они образуют в монослойных культурах клеток трансплантатов.

По числу колоний определяли ЭКО-Ф, то есть количество колоний стромальных фибробластов, образуемых 10⁵ (для костного мозга) или 10⁶ (для селезенки) эксплантированными клетками. Показано, что ЭКО-Ф и содержание КОК-Ф в трансплантатах костного мозга в группе С → С снижались почти в 8 раз по сравнению с трансплантатами группы М → М. Однако, в группе С → М ЭКО-Ф в трансплантатах поднималось более, чем в 3 раза, по сравнению с ЭКО-Ф в группе С → С. В группе М → С ЭКО-Ф трансплантатов снижалась примерно вдвое по сравнению с ЭКО-Ф в группе М → М. Из полученных данных, по-видимому, следует, что возрастное снижение ЭКО-Ф и численности КОК-Ф в костном мозге являются следствием как изменений собственно стромальной ткани (выражающихся в истинном снижении численности КОК-Ф), так и регулирующих влияний, оказываемых на стромальную ткань со стороны организма, вклад которого в этот процесс представляется весьма существенным. Иная ситуация наблюдалась при трансплантации селезенки.

Величина ЭКО-Ф в культурах клеток трансплантатов селезенки и содержание КОК-Ф в трансплантатах группы С → С снижались, соответственно, в 4 и 6 раз по сравнению с группой М → М. Однако в группе С → М ЭКО-Ф в трансплантатах поднималась почти в 7 раз по сравнению с ЭКО-Ф в трансплантатах селезенки группы С →С и превышала уровень группы М → М. Таким образом, возрастное снижение ЭКО-Ф и численности КОК-Ф в селезенке обусловлены, в противоположность костному мозгу, не снижением числа стромальных клеток-предшественников, а, главным образом, регулирующими влияниями со стороны организма. Полученные данные свидетельствуют в пользу гипотезы о возможности истощения пула остеогенных костномозговых стромальных клеток с возрастом. Эти данные, по-видимому, следует учесть при выборе возраста доноров для трансплантации костномозговой стромальной ткани человека.


Горская Ю.Ф., Данилова Т.А., Нестеренко В.Г.
НИИ Эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН, Москва