Происхождение культивируемых клеток

Поскольку большинство исследователей работают со стандартными условиями культивирования конечных или постоянных пролиферирующих клеточных линий, очень важно знать клеточный состав культуры. Способность экспрессировать различные клеточные маркеры под влиянием индуцирующих факторов может означать либо то, что клетки, существующие в данной культуре, находятся в состоянии зрелости и требуется лишь индукция для продолжения синтеза специализированных белков; либо то, что культура состоит из предшественников или стволовых клеток, которые способны к пролиферации, но остаются недифференцированными до тех пор, пока не возникнут необходимые условия, вследствие чего все клетки или их некоторая часть станут зрелыми и дифференцируются. Полезно рассматривать клеточную культуру как систему, находящуюся в состоянии равновесия между мультипотентными стволовыми клетками, недифференцированными, но уже детерминированными клетками-предшественниками и зрелыми дифференцированными клетками, причем это равновесие может быть сдвинуто в соответствии с условиями окружения. Стандартный серийный пассаж при относительно низкой клеточной плотности стимулирует клеточную пролиферацию и сдерживает дифференцировку, в то время как высокая концентрация клеток, недостаток сыворотки и действие соответствующих гормонов ингибируют пролиферацию и стимулируют дифференцировку.

Источник культуры определяет наличие клеточных компонентов, представленных в культуре. Следовательно, клеточные линии, полученные из эмбриональных тканей, могут содержать большее количество стволовых клеток и клеток-предшественников, а также обладать большой способностью к самообновлению, чем культуры, выделенные из взрослых тканей. Культуры, которые имеют высокую скорость самообновления и регенерации in vivo (эпидермис, эпителий кишечника, гематопоэтические клетки), могут содержать большое число стволовых клеток, которые при соответствующих условиях будут иметь продолжительное время жизни. В то же время в культурах, которые обновляются исключительно под действием стресса (фибробласты, мышечные и глиальные клетки), могут обнаруживаться только детерминированные клетки-предшественники с ограниченным временем жизни.

Таким образом, идентификация культуры клеток проводится не только по источнику in vivo (гематопоэтические или глиальные клетки, гепатоциты и т.п.), но также по их положению в линии дифференциров-ки (стволовые клетки, предшественники или зрелые дифференцированные клетки). Хотя предполагается, что развитие по пути дифференцировки является необратимым, данная концепция детерминации в настоящее время подвергается сомнению [Kondo & Raff, 2004; LeDouarin et al., 2004]. Возможно, некоторые клетки-предшественники могут быть способны к конверсии и реверсии до состояния стволовых клеток и дедифференцироваться по той же или иной линии дифференцировки.

Клеткам, происходящим из опухолевых, не требуется адгезия для пролиферации и дифференцировки. Таким образом, клетки крысиной гепатомы могут пролиферировать in vitro, обладая некоторыми характерными особенностями дифференцировки, однако, чем ближе их фенотип к нормальному, тем в большей степени индукция дифференцировки может ингибировать пролиферацию. Отношение между положением в линии дифференцировки и клеточной пролиферацией может ослабляться: клетки меланомы В16 способны к продукции большего количества пигмента при более высокой плотности клеток и низкой скорости пролиферации по сравнению с низкой плотностью и высоким уровнем пролиферации. Несмотря на это, возможность перехода между линиями дифференцировки еще не установлена.