Хотя с возрастом и наблюдается некоторое снижение вигора стволовых клеток, но самообновление всё же является довольно стабильным свойством. Однако, когда стволовые клетки теряются, то может ли их популяция быть восстановленной. Стволовые клетки находятся в микроусловиях, нишах, критических для их поддержания. Могут ли пустые ниши накладывать свойства стволовых клеток на др. клетки или же самообновление строго лимитировано только подлинными (actual) стволовыми клетками?

Тестисы мышей являются прекрасной моделью для изучения стволовых клеток. Сперматогонии, которые включают субпопуляции стволовых клеток и клеток предшественников ( некоторые из которых еще не определены) дают зрелые сперматозоиды в течение 40 дней, которые покидают семя выносящие канальцы. Структурная организация тестисов позволяет отслеживать потомство индивидуальных стволовых клеток. Более того, возможно проанализировать восстановление популяции стволовых клеток после инсульта.

В элегантном исследовании Nakagawa et al., (2007) пульсовая метка недифференцированных клеток в зародышевой линии самцов мышей использовалась в индуцибельной системе генетической рекомбинации. Рекомбинация (и тем самым мечение клеток) происходит как в стволовых клетках, так и в их непосредственных производных, transit-amplifying клетки предшественники. Спустя 3 мес.(т.е. после нескольких раундов сперматогенеза) все меченные клетки, происходящие из само-обновляющихся стволовых клеток составляли 0.3% клеток тестисов. Исследовали восстановление популяции стволовых клеток после трансплантации или регенерации после инсульта. Они установили, что спустя 3 мес. после трансплантации pulse-меченных тестисов в тестисы с истощенными зародышевыми клетками около 12 % клеток, которые составляли регенерировавшие тестисы были мечены. Они получили сходные результаты, когда они проверяли регенерацию после инсульта, такого как воздействие busulfan, который элиминирует стволовые клетки тестисов. Т.о., частота рекомбинации различна в стволовых клетках, которые поддерживают нормальный гомеостаз, и в клетках, которые действуют как долговременные стволовые клетки после трансплантации или регенерации. Это указывает на то. что стволовые клетки, которые поддерживают нормальный гомеостаз, не являются, по-видимому, той же самой клеточной популяцией, которая повторно занимает нишу после трансплантации и регенерации.

Уже дано подозревалось, что клетки другие, чем те, что поддерживают гомеостаз (актуальные стволовые клетки), могут выполнять функцию стволовых клеток в определенных ситуациях и они были обозначены как потенциальные стволовые клетки. Клетки предшественники могут воспринимать функции стволовых клеток, которые потеряны в зародышевой линии дрозофилы (Brawley, Matunis, 2004; Kai, Spradling, 2004), но это трудно установить у млекопитающих.

Чтобы определить, могут ли дремлющие стволовые клетки или transit-amplifying клетки предшественники представлять собой потенциальные стволовые клетки в тестисах мышей, Nakagawa et al., (2007) затем трансплантировали клетки в разные временные точки после пульсового мечения. Они установили, что лишь когда клетки трансплантируются вскоре после мечения ( т.е. сразу после рекомбинации), это восстанавливает стволовые клетки с др. частотами рекомбинации, чем в действительных стволовых клетках. Это указывает на то, что клеточная популяция с наиболее высокой частотой рекомбинации является преходящей (transient), указывая тем самым, что transit-amplifying клетки предшественники являются потенциальными стволовыми клетками в этой системе. Более того, при изучении мышей в течение длительного периода были получены доказательства, что потерянные действительные стволовые клетки со временем замещаются (Nakagawa et al., 2007)., хотя и неясно замещаются они потенциальными стволовыми клетками или или благодаря симметричным делениям действительных стволовых клеток.

Важным явилось то, что имеются разные частоты рекомбинации между стволовыми клетками и клетками предшественниками. Если бы частоты были теми же самыми в обоих компартментах, то не д. было наблюдаться редукции в количестве рекомбинирующих потенциальных стволовых клеток со временем, т.к. они д. были пополняться с той же самой частотой рекомбинации от актуальных стволовых клеток. Значительно более высокое количество клеток предшественников, чем действительных стволовых клеток не может объяснить их результаты. Причина различий в частотах рекомбинации в этих клеточных компартментах неизвестна, но может , напр., быть обусловлена разными уровнями экспрессии трансгена, разных эпигенетических состояний или структуры хроматина.

Полученные результаты указывают, что стволовые клетки действуют не строго клеточно автономно и что имеется потенциал для некоторых клеток заработать stemness (стволовость). Строго говоря клональные взаимоотношения между актуальными и потенциальными стволовыми клетками не установлены в этом исследовании, но наиболее объяснимой моделью является то, что потенциальные стволовые клетки являются непосредственными производными действительных стволовых клеток.

Возникает вопрос, не являются ли потенциальные стволовые клетки общим признаком многих тканей и могут ли они помочь в идентификации популяции действительных стволовых клеток.