39.3: Kök Hücre Nişi

Kök hücre nişi, kök hücrelerin bulunduğu dinamik mikro ortamdır. Bu nişlerin içinde hücreler farklılaşmadan kalabilir, yüksek oranda kendini yenileyebilir veya soya özgü progenitörler haline gelebilir. Kök hücreler, stromal hücreler gibi diğer niş hücrelerle bir arada bulunur. Ayrıca ECM ile yakın etkileşime girerler. Hücre-hücre ve hücre-matriks iletişimi, kök hücrelere sinyal gönderen ve onların kaderini belirleyen yapışma molekülleri veya çözünebilir faktörler aracılığıyla gerçekleşir. Stromal hücreler ayrıca kök hücrelere apoptotik ölümlerini önleyen hayatta kalma sinyalleri sağlar. Bu şekilde niş, kök hücrelerin periyodik olarak progenitörler veya transit çoğaltıcı hücreler (TA hücreleri) üretmesine ve vücudun hasarlı veya ölü hücrelerinin yerini almasına olanak tanır. Böylece niş, kök hücrenin sessizliği ve farklılaşması arasında bir denge sağlar.

Kemik iliği, deri, bağırsak veya beyin de dahil olmak üzere yetişkin dokuları, belirli nişlerin içinde kök hücreleri barındırır. Örneğin hematopoetik kök hücreler (HSC'ler), kemik iliği nişini oluşturan osteoblastik hücreler, stromal hücreler ve retikülositler arasında bulunur. Derinin epitelyal kök hücreleri kıl foliküllerinin çıkıntılı bölgesinde yaşar. Bu kök hücreler keratinositlerle yakın etkileşime girerek saç köklerinin yenilenmesine yardımcı olur. Yetişkin sinir sisteminin nöral kök hücreleri, nöroblastları ve olgun nöronları üreten hipokampus bölgesinde bulunur. Hipokampustaki komşu endotel hücreleri sinir sisteminin kök hücre nişini oluşturur. Bağırsakta, bağırsak kök hücreleri veya ISC'ler, Paneth hücrelerinin arasına serpiştirilmiş kript bölgesinde bulunur. Paneth hücreleri bağırsak kök hücre nişini oluşturur ve ISC'leri TA hücreleri üretmeye ve her 3 ila 5 günde bir villusun yerini almaya teşvik eder.

Kök hücre nişi, kök hücrelerin ölü veya hasarlı hücreleri ayırt etmek ve değiştirmek için uyarılana kadar hareketsiz bir durumda kaldığı bir doku mikro ortamıdır.

Kemik iliğindeki stromal hücreler, bağırsaktaki Paneth hücreleri ve erişkin kök hücrelerin yanı sıra deri epitelinin keratinositleri memeli dokularında spesifik nişler oluşturur.

Kök hücreler, çözünür faktörler veya hücre yapışma molekülleri aracılığıyla çevrelerindeki matris ve hücresel bileşenlerle etkileşime girer.

Bu tür hücre-hücre ve hücre-matris etkileşimleri, hareketsiz kök hücreleri farklılaşmamış tutan ve yüksek kendini yenileme kapasitelerini koruyan Notch, Wnt veya BMP dahil olmak üzere bir veya daha fazla sinyal yolunu aktive eder.

Yaralanma gibi bir uyarana yanıt olarak, spesifik sitokinler kök hücrelerde gen ekspresyonu değişikliklerini uyarır. Hücreler asimetrik bölünmeye uğrar ve dokuya özgü hücrelere daha fazla farklılaşan ve etki alanlarına göç eden progenitörler üretir.

Yaşlanma veya kanser sırasında reaktif oksijen türlerinin aşırı birikimi niş işleyişini bozar. Kök hücreler kontrolsüz bir şekilde çoğalır ve sonunda rejeneratif kapasitelerini kaybederler.