Гематопоэтические предшественники, ограниченные плодным периодом, возникают из гемогенной эндотелии в вителиновой и пупочной артериях

Как раннее формирование крови определяет всю жизнь

До рождения наш организм должен быстро собрать работоспособную кровеносную и иммунную системы, чтобы поддерживать растущий плод. В этой статье рассматривается недавно обнаруженное «раннее поколение» клеток, формирующих кровь, в эмбрионах мышей — клетки, которые активно работают в течение плодного периода, но в основном исчезают после рождения. Понимание того, как и где возникают эти короткоживущие клетки, помогает объяснить, почему кровеносная и иммунная системы детей отличаются от таковых у взрослых, и может прояснить причины заболеваний, начинающихся до рождения.

Скрытое поколение клеток, строящих кровь

Клетки крови образуются волнами по мере развития эмбриона. Предыдущие исследования показали, что долгоживущие стволовые клетки, поддерживающие кроветворение на протяжении взрослой жизни, появляются в области около эмбриональной аорты. Однако учёные предполагали, что могут существовать и особые предшественники, ограниченные плодным периодом — клетки, которые формируют большую часть кровеносной и иммунной системы до рождения, а затем исчезают. Чтобы отследить эти неуловимые клетки, авторы использовали генетические «таймстемпы» у мышей. Кратковременно включая метку в определённых эндотелиальных клетках — клетках, выстилающих сосуды и способных превращаться в кроветворные — они проследили судьбу их потомков от ранних эмбриональных дней до взрослого состояния.

Определение места происхождения клеток, присущих только плоду

Изменяя точный момент активации метки, команда могла маркировать разные волны появляющихся кровяных клеток. Когда они пометили гемогенную эндотелию на 8,5-й эмбриональный день, проявилась яркая картина: многие кровяные и иммунные клетки в позднем плоде несут метку, но после рождения таких клеток становится значительно меньше. Детализированная визуализация показала, что эти помеченные предшественники впервые появляются в виде скоплений клеток, вырастающих из стенок двух ключевых сосудов — вителиновой и пупочной артерий, которые соединяют эмбрион и желточный мешок с плацентой. Эти кластеры образовались раньше классических долгосрочных стволовых клеток в дорсальной аорте и представляют собой ранее нераспознанный источник кроветворных клеток.

Питают фетальную иммунную систему, затем уступают место

Далее исследователи спросили, чем именно занимаются эти ограниченные плодным периодом предшественники. С помощью проточной цитометрии для обследования крови и органов они обнаружили, что клетки, помеченные в день 8,5, дали большинство фетальных B-клеток, многие T-клетки и большую часть фетальных миелоидных клеток — белых кровяных клеток, борющихся с инфекцией и участвующих в строительстве тканей. Однако после рождения их вклад постепенно снижался, поскольку другую волну кроветворных клеток — классические стволовые клетки взрослого типа, помеченные в более поздний момент — приходила на смену. Эта «передача» выявила многослойную систему: ранняя программа, оптимизированная для быстрого плодного роста и заселения иммунной системы, за которой следует прочная взрослая программа, рассчитанная на пожизненное поддержание.

Отличительные черты и ограниченная долговечность

Чтобы выяснить, чем эти клетки, ограниченные плодным периодом, отличаются от стволовых клеток взрослого организма, команда пересадила их в облучённых мышей и проанализировала их активность по одному клеточному профилю. Пересадки показали, что эти предшественники способны кратковременно восстановить несколько кровяных и иммунных линий у реципиентов, но их вклад ослабевал при вторичных пересадках, указывая на слабую долгосрочную самоподдержку. Одноклеточный RNA-секвенсинг выявил, что эти клетки несут смешанную идентичность: некоторые напоминают незрелые стволоподобные предшественники, в то время как другие уже подготовлены к превращению в конкретные иммунные клетки, особенно лимфоциты. Их генетическая активность и метаболические шаблоны также различались в зависимости от того, происходили ли они из внутриэмбриональных сосудов или из внеэмбриональных артерий рядом с желточным мешком, что подчёркивает роль локализации в формировании их судьбы.

Почему эта ранняя волна кроветворения имеет значение

Исследование показывает, что короткоживущая, но мощная волна кроветворных предшественников возникает из специализированных сосудистых выстилающих клеток в вителиновой и пупочной артериях до появления классических стволовых клеток. Эти предшественники, ограниченные плодным периодом, формируют значительную часть кровеносной и иммунной системы плода, а затем постепенно уступают место стволовым клеткам взрослого типа, которые обитают в костном мозге. Для широкой аудитории главный вывод таков: нашу кровеносную систему строят не одна вневременная стволовая клетка, а последовательные поколения «строителей» с разными задачами и сроками жизни. Признание этой ранней фетальной волны уточняет представление о том, как возникает разнообразие крови и иммунитета, и может помочь объяснить, почему некоторые детские кровяные заболевания и лейкемии берут начало в событиях, происходящих задолго до рождения.

Цитирование: Barone, C., Quattrini, G., Muratore, A. et al. Fetal-restricted hematopoietic progenitors arise from hemogenic endothelium in vitelline and umbilical arteries. Nat Cardiovasc Res 5, 308–327 (2026). https://doi.org/10.1038/s44161-026-00793-8

Ключевые слова: эмбриональный гемопоэз, фетальные гемопоэтические стволовые клетки, вителиновые и пупочные артерии, гемогенная эндотелия, фетальное развитие иммунной системы