Vörös és fehérvérsejt képzés. Csontvelő. Vörös és fehérvérsejt képzés. Semmelweis Egyetem ÁOK 1. évfolyam 1. félév Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet Dr. Kocsis Katalin 2015.11.10.

MIK AZ ŐSSEJTEK? Olyan sejtek, amelyek más sejtek létrehozására képesek és korlátlan osztódó képességgel rendelkeznek ( ez az önmegújulás ) Eredetük szerint lehetnek: embrionális vagy felnőtt őssejtek A felnőtt őssejtek szövetspecifikusak: pl. hemopoetikus, idegi, izom őssejtek A végdifferenciált sejtek nem osztódnak, de általában folyamatosan pótlódnak a szövetspecifikus őssejtekből, vagy az ezekből származó progenitor/prekurzor sejtekből. Így a szövetspecifikus őssejtek a szöveti regeneráció forrásai. Vannak tumor őssejtek is

Totipotens őssejtek Pluripotens (embrionális) őssejtek

Őssejtek tulajdonságai Totipotens stem cells are produced from the fusion of an egg and sperm cell. Cells produced by the first few divisions of the fertilized egg are also totipotent. These cells can differentiate into embryonic and extraembryonic cell types. Pluripotent stem cells are the descendants of totipotent cells and can differentiate into cells derived from any of the three germ layers. Multipotent stem cells can produce only cells of a closely related family of cells (e.g. hematopoietic stem cells differentiate into red blood cells, white blood cells, platelets, etc.). Unipotent cells can produce only one cell type, but have the property of self-renewal which distinguishes them from non-stem cells.

Multipotens őssejtek vérképző őssejtek - csontvelőben találhatóak, felszíni markereik alapján megtalálhatóak és izolálhatóak multipotens vérképző őssejtek és mesenchymális őssejtek idegi őssejtek - egy részük vagy a subventricularis (az oldalsó agykamrák alatti) zónában és/vagy magában az ependymában, az agykamrákat bélelő hámrétegben található izom őssejteket - valószínűleg az izomrostokhoz szorosan kötődő ún. kísérő (szatellita) sejtek között

Az őssejtek különböző sejtvonalakká differenciálódásának fő szakaszai Végleges elköteleződés egy specifikus sejtvonal irányában - morfológiai markerekkel nagyon nehéz felismerni 2. Sejt proliferáció - osztódó sejtek nagy mennyisége - nagy sejtméret - a sejtvonalra jellemző morfológiai és biokémiai jelek megjelenése 3. Differenciálódás - specifikus mRNS, specifikus proteinek szintézise - riboszóma mennyiség nő, bazofília fokozódik - sejtosztódások száma csökken - sejtméret csökken 4. A sejtek érése - protein szintézis csökken - a sejtmag többlebenyűvé válik, vagy piknotikussá 5. A differenciált sejtek elhagyják a csontvelőt - a csontvelőből a keringésbe lépnek - a csontvelő vénás sinusainak endothel bélésén keresztül

Hematopoietic stem cells generate a hierarchy of differentiation. Pluripotent stem cells reproduce to give rise to the myeloid cells (the erythrocytes (RBC) and the leukocytes (WBC) - eosinophils, neutrophils, basophils, monocytes and megakaryotes) and the lymphoid cells (B and T lymphocytes). Initially pluripotent, the stem cell first becomes committed to either the lymphoid or myeloid lineages. This is followed by rounds of replication and further commitment to give the final 8 cell types. This occurs in the bone marrow and is regulated by growth factors and cytokines.

Jelenlegi elképzelés az emlős/humán embrió vérképző szerveinek benépesüléséről vérképzés fázisai: mesoblasticus fázis hepatolienális fázis myeloid fázis 9

A felnőttkori vérképzés a vörös csontvelőben történik:

Hematopoiesis and vasculogenesis closely linked -- spatially and temporally -- during embryonic development The hemangioblast Hypothetical common progenitor for hematopoietic and vascular endothelial cells hematopoietic endothelial

A vér és érrendszer fejlődése már a korai embrió szikhólyagjában elkezdődik a vérszigetekben Figure 13-1 A, Drawing illustrating the formation of hemangioblastic aggregates and their differentiation into hematopoietic stem cells and endothelial precursor cells within blood islands. Blood islands subsequently form both endothelial cells and primitive erythrocytes. B, Expression of Vegfr2 mRNA, an early marker for hemangioblastic aggregates, within the yolk sac wall of a 15-somite avian embryo. As the blood islands develop, endothelial cells retain Vegfr2 expression, whereas hematopoietic stem cells progressively lose it. 12

Primitív vérképzés a szikhólyagban Kessel és Fabian, 1985 mezoderma vérszigetek vérsejtek és erek

Későbbi stádiumokban a vérsejtek keletkezése megjelenik az embrió belsejében is Figure 13-3 A second source of hematopoietic stem cells arises within the splanchnic mesoderm surrounding the aortic, gonad, and mesonephric region (AGM). These cells temporarily reside in the ventral floor of the dorsal aortic of this region. A, In humans at about day 27, a small number of hematopoietic stem cells (in red) reside and adhere to the dorsal aorta near the origin of the vitelline artery in the umbilical region. B, By day 30, the number of hematopoietic stem cells expands to several thousand. C, By day 36, hematopoietic stem cells expand to reside in the ventral floor of the dorsal aorta along almost the entire length of the AGM, and extending into the vitelline artery. By day 40, hematopoietic stem cells are no longer detected in the dorsal aorta. 15

Az érrendszer fejlődése

18

Vörös csontvelő (szivacsos csont, csöves csont): stroma (reticulum sejtek, adipociták, macrophagok) vérképzés sejtjei sinus (átmenetileg discontinuus endothel)

EPO (erythropoietin) (hypoxia) B12 (C, B6) vitamin vas, kobalt erythropoiesis EPO (erythropoietin) (hypoxia) B12 (C, B6) vitamin vas, kobalt tiroxin, GM-CSF, IL-3, IL-4, őssejt-faktor 8 nap (160 millió/perc) reticulocyte (normoblast)

thrombopoiesis thrombopoietin 4-6000 thrombocyta

granulocytopoesis 10 nap kvalitatív vérkép balra tolódása monocytopoesis 1 nap MPS (mononuclearis phagocyta system) (szerv makrofágok)

Források: Röhlich Pál szerkesztette Szövettan (SE) Gergely János és Erdei Anna által szerkesztett Immunbiológia (ELTE) Zboray Géza: A keringési szervek (ELTE jegyzet) Molecular biology of the cell, 5. kiadás Alberts et al. Molecular cell biology, Lodish et al.