Стволовые клетки не дают ящерицам отрастить настоящий хвост

У взрослых ящериц стволовые клетки забывают план тела и заполняют новый хвост сплошным хрящом.

Взамен отброшенного хвоста ящерицы отращивают себе новый, но это получается не совсем хвост — он представляет собой просто хрящевой отросток, без нервов и позвоночника. Происходит так из-за стволовых клеток, что звучит довольно странно, ведь стволовые клетки нужны для того, чтобы восстанавливать утраченное. Они и восстанавливают, только в хвосте у ящериц они работают не так, как следовало бы.

Стволовые клетки бывают разных видов. Сотрудники Университета Южной Калифорнии изучали стволовые клетки нервной ткани (NSC, neural stem cells), которые создают нервную систему во время эмбрионального развития. У взрослых ящериц они не исчезают, но свойства их меняются. Как все клетки в организме, стволовые клетки нервной ткани активно общаются с другими, выделяя молекулярные сигналы и влияя на разные физиологические процессы. Во время эмбрионального развития NSC управляют формированием хвоста: по его спинной стороне должен продолжиться спинной мозг и позвоночник, а нижняя, брюшная сторона хвоста заполняется хрящом. Эмбриональные стволовые клетки нервной ткани чувствуют план тела и выделяют специальный сигнал, который действует на них самих — он подавляет формирование костей и нервов и одновременно стимулирует образования хряща. Этот сигнал выделяют только те клетки, которые сидят на нижней стороне хвоста.

Взрослые NSC ведут себя иначе: в статье в Nature Communications говорится, что они выделяют «хрящевой» сигнал как в верхней, так и в нижней части формирующегося нового хвоста. То есть заново отращенный хвост состоит из двух брюшных частей. Если попытаться взрослым ящерицам пересадить эмбриональные стволовые клетки, они почувствуют сигнал от взрослых стволовых клеток и не будут формировать спинной мозг с позвоночником. Сами взрослые NSC вообще на это не способны, даже если лишить их способности выделять «хрящевой» сигнал.

Сделать ящерице новый нормальный хвост можно, если взять эмбриональные NSC и лишить их чувствительности к «хрящевому» сигналу. Тогда, пересаженные на спинную часть оставшейся от хвоста культи, они сформируют позвоночник со спинным мозгом. Возможно, стволовые клетки ящериц помогут понять особенности наших стволовых клеток, чьи регенеративные мощности заметно меньше. Пусть мы никогда не сможем заставить наши стволовые клетки отрастить нам палец или руку — будет вполне достаточно, если они смогут восстанавливать повреждения спинного мозга после травм.