Еще в самом начале XX века было известно, что зрелые кровяные клетки неспособны к размножению, а самые многочисленные из них — эритроциты — даже утрачивают ядро вместе со всем хромосомным аппаратом. Это, конечно, случай крайний, но вообще-то отказ от производства себе подобных характерен для большинства специализированных клеток в человеческом организме — мышечных, железистых, нервных. Но если нейроны или, скажем, яйцеклетки могут жить десятилетиями, то красные кровяные тельца — около ста дней. Однако меньше их при этом не становится. Откуда же они берутся?
В 1900-х годах известный гистолог, профессор Военно-медицинской академии Санкт-Петербурга Александр Максимов исследовал развитие клеток крови и создал довольно стройную теорию. Согласно ей в красном костном мозгу живут специальные клетки, единственное занятие которых — делиться. После каждого деления, как и положено, получаются две одинаковые молодые клетки. Но в одной из них начинаются морфологические изменения, в результате которых она превращается в одну из клеток крови. Другая же, подросши до нужного размера, вновь делится — и опять одна из двух ее «дочек» выбирает карьеру кровяной клетки, а другая занимает место «мамы». Можно представить, что делящиеся клетки как бы образуют ствол, от которого в каждом цикле вбок отходят веточки — клетки, приобретающие специализацию. Видимо, поэтому Максимов, излагая в 1909 году свое открытие на заседании гематологического общества в Лейпциге, назвал клетку-прародительницу всех клеток крови Stamzelle, то есть стволовой.
От Максимова до Фриденштейна
По сути дела, существование стволовых клеток было «открытием на кончике пера»: ни сам Максимов, ни кто-либо другой в ту пору их не видел, точнее, не мог различить среди многочисленного и разнообразного клеточного «населения» костного мозга. Позднее теория получила прямые доказательства, однако долгое время считалось, что такие клетки характерны только для кроветворной ткани, за счет которой кровь непрерывно обновляется. Но ведь постоянная смена клеточного состава — это необходимое условие существования любого эпителия, от выстилки носоглотки до наружного слоя кожи (именно поэтому татуировку приходится загонять под него — иначе даже самая стойкая краска через несколько дней сойдет вместе со своим живым «холстом»). В основе этого непрерывного обновления лежит тот же механизм: часть потомков делящихся неспециализированных клеток приобретает определенные свойства. Подсчитано, что за 70 лет жизни человека его стволовые клетки в регулярно обновляющихся тканях производят в общей сложности около 14 тонн живой массы. Причем на клетки крови приходится только одна пятая этого количества, львиную же долю (около двух третей) постоянно порождаемой и теряемой плоти составляет эпителий кишечника.