Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Mulighet for stamceller utvidet til å gjenvinne en hvilken som helst vevtype

Anonim

Når forskere snakker om at laboratoriestamceller er totipotente eller pluripotente, betyr de at cellene har potensial, som et embryo, til å utvikle seg til alle typer vev i kroppen. Hvilke totipotente stamceller kan gjøre at pluripotente de ikke kan gjøre, men utvikler seg til vev som støtter embryoet, som moderkaken. Disse kalles ekstra-embryonale vev, og er avgjørende for utvikling og sunn vekst.

annonse


Nå rapporterer forskere ved Salk-instituttet, i samarbeid med forskere fra Peking University, i Kina, deres oppdagelse av en kjemisk cocktail som gjør det mulig for dyrkede mus og menneskelige stamceller å gjøre akkurat det: generere både embryonale og ekstra-embryonale vev. Deres teknikk, beskrevet i tidsskriftet Cell 6. april 2017, kan gi ny innsikt i utvikling av pattedyr som fører til bedre sykdomsmodellering, narkotikafunn og til og med vevregenerering. Denne nye teknikken forventes å være spesielt nyttig for modellering av tidlige utviklingsprosesser og sykdommer som påvirker embryoimplantasjon og placentafunksjon, noe som muliggjør bane for forbedrede in vitro befruktningsteknikker.

"Under embryonisk utvikling betraktes både befruktet egg og dets opprinnelige celler som totipotent, da de kan gi opphav til alle embryonale og ekstra-embryonale linjer. Imidlertid har fangsten av stamceller med slik utviklingspotensial in vitro vært en stor utfordring i stamcellebiologi, sier Salk professor Juan Carlos Izpisua Bemonte, medansvarlig forfatter av papiret og innehaver av Salks Roger Guillemin Chair. "Dette er den første studien som rapporterer avledningen av en stabil stamcelletype som viser totipotent-lignende bi-utviklingspotensial mot både embryonale og ekstra-embryonale linjer."

Når et pattedyr er befruktet og begynner å dele seg, separerer de nye cellene seg i to grupper: de som utvikler seg til embryoet og de som utvikler seg til støttende vev som moderkaken og fostervasken. Fordi denne arbeidsdeling skjer relativt tidlig, kan forskere ofte ikke opprettholde kultiverte cellelinjer stabilt før cellene allerede har passert punktet der de fortsatt kunne bli enten typen. Den nyoppdagede cocktailen gir stamceller muligheten til å bli stabilt enten, og leder Salk-teamet til å dubbe dem utvidede pluripotente stamceller (EPS) celler.

"Oppdagelsen av EPS-celler gir muligheten til å utvikle en universell metode for å etablere stamceller som har utvidet utviklingspotensial i pattedyr, " sier Jun Wu, seniorforsker ved Salk og en av papirets første forfattere. "Viktig er at den overlegne interspesifikke kimære kompetansen til EPS-celler gjør dem spesielt verdifulle for å studere utvikling, evolusjon og menneskelig organsgenerering ved hjelp av en vertsdyrart."

For å utvikle sin cocktail, ble Salk-teamet, sammen med teamet fra Peking University, først vist for kjemiske forbindelser som støtter pluripotency. De oppdaget at en enkel kombinasjon av fire kjemikalier og en vekstfaktor kunne stabilisere de menneskelige pluripotente stamceller i en utviklingsmessig moden tilstand, og dermed gi dem en mer effektiv bidrag til kimæren (en blanding av celler fra to forskjellige arter) dannelse i en utviklende musembryo. De brukte også de samme faktorene på musceller og fant overraskende at de nylig avledede musestamceller ikke bare kunne gi opphav til embryonale vevstyper, men også differensiere til celler fra de ekstra embryoniske linjene. Videre fant teamet at de nye musestamceller har en overlegen evne til å danne kimærer, og en enkelt celle kan gi opphav til en hel voksen mus, noe som er uovertruffen i feltet, ifølge laget.

"Den overlegne kimære kompetansen til både humane og mus-EPS-celler er fordelaktig i applikasjoner som generering av transgene dyremodeller og produksjon av erstatningsorganer, " tilfører Wu. "Vi tester nå for å se om menneskelige EPS-celler er mer effektive i kimære bidrag til griser, hvis organstørrelse og fysiologi er nærmere mennesker." Menneskelige EPS-celler, kombinert med blandingsblastocyst-komplementeringsplattformen, som rapportert av det samme Salk-teamet i Cell i januar 2017, har stort potensial for generering av menneskelige organer i griser for å møte den økende etterspørselen etter donororganer.

"Vi tror at avledningen av en stabil stamcellelinje med totipotent-lignende funksjoner vil ha en bred og rungende effekt på stamcellefeltet, sier Izpisua Belmonte.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Salk Institute . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.