Tyrėjai nustato pagrindinį veiksnį suaugusių ląstelių perprogramavimui į kamienines ląsteles

Zeitgeist: Judame Pirmyn (2011) (Birželis 2019).

Anonim

Naujame " Cell Reports" dokumente, vadovaujama John P. Cooke, MD, Ph.D., iš Houston metodistų tyrimo instituto, nustatė ir apibūdino biologinį veiksnį, svarbų suaugusių somatinių ląstelių (ląstelių, kurios nėra sperma ar kiaušialąstelės) į kamienines ląsteles.

"Pagalvokite apie animacinius filmus" Transformatoriai ", kur sunkvežimiai ir automobiliai virsta robotais. Mes manipuliuojame genais ląstelių branduolyje, gamindami konkrečius baltymus, keičiame įprastą augimo ir brendimo receptą ir transformuojame suaugusias ląsteles į naują tipo ląstelę su sugebėjimas morfuoti į bet kurią kitą ląstelių tipą ", - sakė Cooke, vyresnysis autorius ir širdies kraujagyslių mokslų katedros vedėjas.

Vadinamasis indukuotų pluripotencinių kamieninių ląstelių (iPSC), šios ląstelės gali būti diferencijuojamos į bet kurį somatinių ląstelių tipą, todėl jie gali būti vertingas ginklas nuo daugybės ligų. Cooke ir jo kolegos atrado, kad reaktyviosios deguonies rūšys (ROS, taip pat žinomos kaip deguoniui atsirandantys laisvieji radikalai) atlieka lemiamą vaidmenį branduolio perprogramavimo srityje. Naudodami įvairius metodus, norėdami paskatinti somatines ląsteles tapti iPSC, mokslininkai pirmą kartą nustatė, kad ankstyvosiose perprogramavimo stadijose pertvarkymas buvo nuosekliai susijęs su padidėjusiu ROS generavimu.

"Kai mes naudojamės genetiniais įrankiais, kad išmuštų fermentus, kontroliuojančius ROS generavimą, arba mes susieti bet kurią generuotą ROS su antioksidantais, mes pastebėjome žymiai sumažintą iPSC kolonijų susidarymą", - sakė Cooke. "Priešingai, ROS sutrikusios kamieninių ląstelių formavimosi perprodukcija reiškia, kad optimali iPSC gamyba įvyksta" laisvųjų radikalų "" Goldilock "zonoje - per mažai arba per daug ir perprogramavimas išjungiamas".

Galiausiai mokslininkai atrado, kad ROS generacija išnyko, kai iPSC brandinta, o šios brandžios kamieninių ląstelių kolonijos geriausiai išgyvena ląstelių aplinkoje, kurioje yra mažai ROS. Šis darbas yra 2012 m. Popieriaus pratęsimas žurnale " Cell", kur "Cooke" parodė, kad virusai, naudojami perprogramuoti genų pristatymui, buvo ne tik transporto priemonės.

"Ką mes sužinojome, kad virusų vektoriai vaidino svarbų vaidmenį perprogramuoti. Įkvėptas imuninės sistemos signalizacijos aktyvinimas sukėlė epigenetinius pokyčius, kurie buvo absoliučiai būtini somatinių ląstelių transformacijai į iPSC", - paaiškino Cooke, kuris turi "Joseph C." "Rusty" Walter ir Carole Walter Looke prezidentas, skiriamasis širdies ir kraujagyslių ligų tyrimo katedra.

Žinoma, kad intelektualus imuninis signalas skatina ROS gamybą, kuri dalyvauja ląstelių gynyboje. Cooke sakė, kad komanda kuria būdus, kaip manipuliuoti įgimtu imuniniu signalizavimu ROS, kad maksimaliai padidintų iPSC gamybą ir geriau nukreiptų jų diferenciaciją.

Geresnis supratimas apie mechanizmą, pagal kurį somatinės ląstelės yra perprogramuotos į pluripotencines ląsteles, yra labai svarbus vykstančiam darbui suprasti ir gydyti ligas. Pvz., Odos ląstelės gali būti paimtos iš žmonių, sergančių Alzheimerio liga, grąžinti jas į iPSC, ir tada atskirti jas nuo neuronų, kad mokslininkai galėtų ištirti šio asmens smegenų ląsteles. Taigi, iPSC yra naudingi suprasti skirtingus ligos procesus ir taip pat gali būti naudojami regeneracinei terapijai vystyti.

menu
menu