Structural and functional characteristics of the stem cell niche

Komórki macierzyste obecne w szpiku kostnym, mózgu i włóknach mięśni szkieletowych, występują w wyspecjalizowanych i specyficznych dla danej tkanki kompartymentach nazywanych niszami. Stanowią one naturalne mikrośrodowisko, które aktywnie wpływa na prawidłowe funkcjonowanie komórek macierzystych, kluczowe dla utrzymania homeostazy tkankowej. Wraz z postępem wiedzy i technik badawczych coraz dokładniej poznajemy strukturę poszczególnych nisz komórkowych oraz role jakie pełnią w warunkach fizjologicznych i stanach patologicznych. W tej pracy przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące budowy i funkcji trzech dobrze zbadanych nisz – hematopoetycznych, neuronalnych i mięśniowych komórek macierzystych. Omówiono aktualne dane na temat występujących w niszach różnych populacji komórek współtowarzyszących i elementów macierzy zewnątrzkomórkowej oraz warunków tlenowych jakie w nich panują. Opisano również w jaki sposób dochodzi do interakcji pomiędzy składnikami niszy a komórkami macierzystymi, oraz jak te oddziaływania wpływają na zachowanie komórek i jakie konsekwencje niosą za sobą zaburzenia homeostazy całego układu.

Stem cells present in the bone marrow, brain, and skeletal muscle fibers occur in specialized and tissue-specific compartments called niches. They constitute a natural microenvironment that actively influence the proper functioning of stem cells, crucial for maintaining tissue homeostasis. Along with the progress of knowledge and research techniques, we learn more precisely the structure of individual cell niches and the roles they play in physiological and pathological conditions. This paper presents selected issues concerning the structure and function of three well-studied niches - hematopoietic, neuronal, and skeletal muscle stem cells. Current data on the different populations of companion cells and extracellular matrix elements occurring in niches and the oxygen concentration prevailing in them are discussed. It also describes how the interactions between the components of the niche and stem cells take place, and how these interactions affect the behavior of cells and what are the consequences of disturbed homeostasis of the entire system.