Транскрипционные факторы, определяющие развитие лимфоидных клеток, находятся в определенной иерархии, то есть те факторы, активация ранее, активируют факторы, необходимые для прохождения последующих стадий дифференцировки.
На основании экспериментальных данных, которые были накоплены за последние годы, T. Enver и М. Greaves сделали предположение, что для комитування СКК до определенного развития нужно, чтобы произошла активация специфических для этой линии развития генов и устойчивая репрессия генов, характерных для других линий развития. Свойство активировать и репрессировать различные генетические программы может иметь даже один транскрипционных факторов, но, как правило, для этого необходимо несколько различных транскрипционных факторов.
Роль фактора pu. 1 в комитуванни стволовых клеток. Первым транскрипционных факторов, что значительно ограничивает потенциал СКК, является фактор PU.1, который экспрессируется только в гематопоэтических клетках, которые могут дать начало всем белым клеткам крови (лейкоциты), но не эритроцитам и мегакариоцитов. Нокаутни за PU.1 мыши погибают через 18 дней эмбрионального развития, и их эмбрионы лишены макрофагов, гранулоцитов и лимфоцитов, хотя имеют нормальное количество эритроцитов и мегакариоцитов. Иногда в таких эмбрионах проявляют предшественники Т-клеток. Установлено, что фактор PU.1 активирует и поддерживает экспрессию на СКК рецепторов к ИЛ-7, которые необходимы для развития лимфоидных клеток, и рецепторов к М-КСФ, необходимых для развития лейкоцитов миелоидного ряда (преимущественно макрофагов).
Итак, открытие фактора PU. 1 свидетельствует о том, что, возможно, лейкоциты миело-и лимфоидного рядов более «родственные» между собой, чем это предусматривает общепринятая схема гематопоезу. Транскрипционные факторы, контролирующие развитие В-клеток. Специфическими молекулярными маркерами комитування СКК к развитию В-лимфоцитарной направлении, как уже отмечалось, есть первые признаки перестройки генов тяжелой цепи иммуноглобулинов (DJ-рекомбинация) и экспрессия генов суррогатного легкой цепи, т.е. генов, кодирующих модули передачи сигнала а и Igß от будущего ВКР. Для развития В-клеток необходима предварительная активация соответствующих транскрипционных факторов еще до того, как появляются первые из перечисленных признаков комитування. Активация транскрипционных факторов Е2А и EBF при развитии В-клеток. Первые этапы В-лимфопоэза определяют два транскрипционных фактора - Е2А и EBF, которые вместе активируют генетическую программу развития В-клеток.
Активация факторов Е2А и EBF является необходимым, но недостаточным условием для развития В-клеток с СКК. Эти факторы действуют скоординировано, поскольку нарушение генов каждого из них приводит к полному блокированию образования В-клеток. Мишенями их действия являются гены суррогатного легкой цепи иммуноглобулинов - 15 и VpreB, гены рекомбиназ RAG1 и RAG2, гены сигнальных молекул рецептора а (CD79o) и Igß (CD79ß). Эти факторы также регулируют экспрессию перестроенного ц-цепи иммуноглобулинов, возможно, даже после DJ-рекомбинации. Итак, факторы Е2А и EBF контролируют синтез молекул, которые необходимы для экспрессии пре-ВКР на мембране и передачи сигнала от него. В-клетки Е2А-дефектов "тех мышей не экспрессируют корецептор CD19, кроме того для них не характерны перестройки в Н-локусе генов иммуноглобулинов. В-клетки EBF-дефекьтих мышей не экспрессируют суррогатный легкую цепь иммуноглобулинов и также не способны активировать процессы перестройки генов иммуноглобулинов.
После факторов Е2А и EBF активируется экспрессия транскрипционного фактора Рах5, который определяет дальнейший ход процессов дифференцировки предшественников В-клеток.
Роль транскрипционного фактора Рах5 в дифференцировке В-клеток. Как и факторы Е2А и EBF, фактор Рах5 начинает экспрессироваться на ранних стадиях развития предшественников В-клеток и продолжает экспрессироваться даже до стадии плазматических клеток. Нокаутування гена Рах5 приводит к прекращению развития предшественников В-клеток на стадии ранних про-В-клеток. Такие клетки имеют перестроены DJ-сегмента генов в Н-локусе и экспрессируют ряд генов, характерных для В-клеточной дифференцировки, за исключением CD19 и Iga Эти клетки могут пролиферировать сколь угодно долго под действием ИЛ-7 и стромальных клеток костного мозга, но не проявляют при этом признаков дальнейшего дифференцирования. Если ген Рах5 ввести в клетки с помощью ретровирусных вектора, они начинают нормально дифференцироваться в зрелые В-клетки.
Однако выяснилось, что в Рах5 Г мышей про-В-клетки отличаются от про-В-клеток мышей дикого типа. О-В-клетки Рах5 Г имеют много признаков СКК и могут дать начало различным популяциям лейкоцитов. Так, добавление к среде культивирования Рах5 Г-о-В-клеток in vitro М-КСФ (вместо ИЛ-7) приводит к образованию полноценных макрофагов, ГМ-КСФ - ДК, Г-КСФ-гранулоцитов, ИЛ-2 - НК-клеток . После внесения таких про-В-клеток в тимус они дают начало Т-лимфоцитам. Интересно, что у мышей дикого типа про-В-клетки способны дифференцироваться только в напрями_ В - лимф оцитив.
В Рах5 Г-о-В-клеток остаются активированными несколько генов, характерных для других клеточных линий, в частности гены рецепторов к различным гемопоэтических факторов. Итак, Рах5 необходим не только для дальнейшего развития про-В-клеток, но и для блокирования других путей развития предшественника В-клеток, т.е. для репрессии генов, которые специфически экспрессируются другими типами лейкоцитов. В частности, молекулярными методами было подтверждено, что Рах5 действительно репрессирует гены рецептора к гемопоэтические факторы М-КСФ. Вероятно, функцию репрессии определенных генов фактор Рах5 выполняет не сам, а вместе с другими корепресорамы, например корепресорамы семьи Groucho. Индуцирующего активацию фактора Рах5 в предшественниках В-клеток, остается неизвестным. Ныне предполагают, что экспрессия фактора Рах5 активируется в клетках спонтанно, но с небольшой вероятностью, и именно такие клетки дифференцируются на В-лимфоциты. Следовательно, определение процессов развития СКК в В-лимфоцитарной направлении можно рассматривать как стохастический процесс, который происходит автономно на уровне каждой клетки.