Отрастание оторванного плавника, ноги или хвоста у рыб и амфибий происходит не за счёт единых и универсальных стволовых клеток, как считалось, а с помощью набора различных клеток, каждая из которых восстанавливает определённый тип ткани.

Регенерация органов у позвоночных требует целого набора стволовых клеток, как показывают в своей статье исследователи с медицинского факультета Вашингтонского университета (США). Способность к восстановлению утраченных органов есть у многих позвоночных: вспомним хотя бы ящериц или саламандр с тритонами. Долгое время считалось, что восстановление конечностей происходит за счёт единых стволовых клеток (СК). По этой теории, клетки в месте ампутации теряли свою специализацию и становились стволовыми. Поскольку все они выглядели как одна, было решено, что отрастание ноги или хвоста происходит стараниями СК, подобных эмбриональным, которые могут превратиться в клетку любой ткани.

Стивен Джонсон и Шу Ту исследовали регенерацию плавников у Danio rerio, аквариумной рыбки и популярного модельного объекта. Подобно саламандрам, данио способны быстро восстанавливать утраченное за счёт группы клеток, которые появляются на месте ампутации сразу после операции; и на вид эти клетки неотличимы друг от друга. Исследователи вводили в ДНК клеток на месте ампутации фрагмент, кодирующий флуоресцентный белок. Всё потомство этой клетки несло копию такой ДНК и светилось зелёным светом. И если бы заживляющие клетки действительно восстанавливали все ткани в новом плавнике, то зелёным светились бы и клетки кожи, и нервные клетки, и клетки кровеносных сосудов.

Рис. 1. Danio rerio (фото Elma_Ben).

Но такого не произошло. Если ДНК зелёного белка вводилась в клетку кожи, то в новообразованном плавнике зелёным светилась только кожа. То же самое наблюдалось и в случае нервных, иммунных, костных и других типов клеток. То есть клетки на месте разрыва ткани не превращались во всемогущие эмбрионоподобные, а давали только свой собственный тип ткани. Иначе говоря, становились тканеспецифичными СК. Таких клеток исследователи насчитали 9 типов.

По словам учёных, похожим образом дело обстоит и у других животных: амфибий, ящериц и т. д., вплоть до человека. Это открытие должно облегчить задачу медикам, занимающимся заживлением ран и регенеративной медициной: не нужно получать сложные и нестабильные эмбрионоподобные клетки общей специализации, вполне достаточно будет ограничиться частично стволовыми.