Zirkulierende Vorläuferzellen sind eine besondere Art von Zellen, die durch den Körper wandern und sich in viele Gewebearten differenzieren können. Es gibt viele chemische Faktoren, die die Migration und Entwicklung von zirkulierenden Vorläuferzellen beeinflussen können. Neuronale Vorläuferzellen können sich beispielsweise in Gegenwart bestimmter Wachstumsfaktoren im Gehirn zu Neuronen (graue Substanz) oder Gliazellen (weiße Substanz) entwickeln. Vorläuferzellen haben Rezeptoren für diese Faktoren, die den Zellen helfen, zu erkennen, wann und wo sie am dringendsten benötigt werden.
Neurale Vorläufer werden von den gleichen Molekülen beeinflusst, die anderen Gewebetypen helfen, zu wachsen und sich zu differenzieren. Zu diesen Molekülen gehören Wachstumsfaktoren, die bei der Entwicklung des Fötus natürlich vorkommen. Wenn man neurale Vorläuferzellen in die Nähe von Faktoren wie dem epidermalen Wachstumsfaktor und dem Fibroblasten-Wachstumsfaktor-2 bringt, vermehren sie sich schnell.
Wenn die Wachstumsfaktoren entfernt werden, beginnen die Vorläuferzellen, sich sowohl in Neuronen als auch in Gliazellen zu differenzieren. Andere Wachstumsfaktoren können zirkulierende Vorläuferzellen dazu anregen, Muskel-, Knochen- oder andere Gewebetypen zu werden. Dieses System ermöglicht es dem Körper, die Anzahl der Zellen, die ihm für die Erholung von Verletzungen und das Gewebewachstum zur Verfügung stehen, sorgfältig zu kontrollieren. Wenn neues Gewebe benötigt wird, setzen Zellen den entsprechenden Wachstumsfaktor frei, um Vorläuferzellen anzuziehen.
Ein Peptid namens Substanz P ist ein weiterer Faktor, der zirkulierende Vorläuferzellen anzieht. Substanz P verursacht bei Exposition normalerweise eine Zunahme der neuralen Vorläuferzellen. Untersuchungen haben ergeben, dass bei einer Gehirnverletzung Zellen in der Nähe des verletzten Bereichs Substanz P freisetzen, um mehr Vorläuferzellen anzuziehen.
Diese Vorläuferzellen entwickelten sich zu Gliazellen, die dabei halfen, Schäden am verletzten Bereich zu reparieren. Die Gliazellen verstärkten auch die Verbindungen zwischen Neuronen, sodass die Neuronen weiterhin Signale senden können. Substanz P zieht daher Vorläuferzellen an, um das Absterben von verletztem Gewebe zu verhindern, und ist eine Methode, die das Gehirn verwendet, um sich von einem Trauma zu erholen.
Nach einer Verletzung braucht der Körper eine Möglichkeit, Vorläuferzellen an die Verletzungsstelle zu locken. Vorläuferzellen werden im Knochenmark gebildet, wandern jedoch nur dann durch den Blutkreislauf, wenn sie ein Signal erhalten. Diese Signalübertragung wird oft von Chemikalien durchgeführt, die als Zytokine bezeichnet werden, wie z. B. Stromal-derived factor-1 (SDF-1).
Zellen an der Verletzungsstelle setzen SDF-1 frei und leiten Vorläuferzellen in den Blutkreislauf. Die zirkulierenden Vorläuferzellen suchen nach höheren Konzentrationen von SDF-1 und führen sie zur Verletzungsstelle. Dort angekommen, teilen andere Wachstumsfaktoren den Vorläuferzellen mit, welche Gewebearten benötigt werden, und die Vorläufer differenzieren sich entsprechend.