vědci HSCI vytvořili umělé kmenové buňky nebo indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSCs) z embryonálních kmenových buněk a poté tyto iPSCs proměnili v neurální buňky zde zobrazené. Foto s laskavým svolením Jiho Choi.
experimentální „trik“ umožňuje vědcům porovnat embryonální kmenové buňky a indukované pluripotentní kmenové buňky novým způsobem
Hannah L., Robbins, Hsci Communications Manager
Harvard Stem Cell Institute (HSCI) vědci z Massachusetts General Hospital a Harvard Medical School našli nové důkazy, které naznačují, že některé lidské indukované pluripotentní kmenové buňky jsou „funkčním ekvivalentem“ lidských embryonálních kmenových buněk, což je zjištění, které může začít řešit dlouhodobý argument.
nálezy byly publikovány Tento týden v Nature Biotechnology.
od roku 1998 do roku 2007 byly embryonální kmenové buňky (ES buňky) jedinými lidskými buňkami známými s potenciálem stát se jakýmkoli jiným typem buňky v těle., Když Shinya Yamanaka zjistil, jak inženýr dospělé somatické buňky, do státu, kde je, příliš, měl tento potenciál – objev, pro který mu byla udělena Nobelova Cena vědci by pak mohl přeprogramovat téměř jakýkoli druh dospělý buněk, včetně často používaných pokožky a krvinek, aby indukované pluripotentní kmenové buňky, nebo buňky iPS.
objev však vyvolal debatu, která stále probíhá o tom, zda jsou iPS buňky stejně dobré jako ES buňky., Byly provedeny stovky výzkumných experimentů, některé naznačují, že tyto dva typy jsou funkčně podobné a mohou být použity zaměnitelně a jiné naznačují, že jsou zásadně odlišné.
Konrad Hochedlinger, PhD, člen hlavní fakulty HSCI, vedoucí autor na papíře a vůdce ve studiu přeprogramování iPS buněk, uvedl, že jeho laboratoř pracuje na “ pochopení, zda tyto uměle vytvořené kmenové buňky, indukované pluripotentní kmenové buňky, jsou ekvivalentní embryonálním kmenovým buňkám.,“pokusy
určené k porovnání iPS buněk s ES buňkami jsou obtížné provést, řekl Hochedlinger. Vědci chtějí vědět, zda přeprogramovací proces, který přeměňuje dospělou buňku na buňku iPS, nějak mění schopnost buňky správně regulovat své geny – což způsobuje, že se umělá kmenová buňka chová jinak, ale je obtížné to zjistit porovnáním těchto dvou typů buněk k sobě.
protože buňky pocházejí ze dvou různých zdrojů, jsou ve své podstatě geneticky odlišné., Srovnání side-by-side by ukázalo variaci, ale zůstalo by nejasné, zda byla variace způsobena rozdílem mezi pohlavím, rasou a/nebo předky ve dvou buňkách, nebo z procesu přeprogramování.
aby bylo možné porovnat typy buněk, Hochedlinger a jeho kolegové potřebovali začít s buňkami, které byly geneticky identické. Pak, pokud by viděli variaci, pravděpodobně by to bylo z přeprogramovacího procesu a ne genetického pozadí buněk.,
Jiho Choi, PhD student v Hochedlinger laboratoři a první autor na papír, „napálil“ lidské ES buňky, aby se stal lidské iPS buňky tím, že nejprve přemlouvala, dva dobře-studoval linie ES buněk tvoří kožní buňky. Poté přeprogramoval tyto kožní buňky do buněk iPS před sekvenováním genových produktů obou typů buněk, aby zjistil, zda jsou totožné.
po sekvenování se vědci spojili se Soohyunem Lee, výzkumným pracovníkem HMS, a Peterem parkem, PhD, členem fakulty přidružené k HSCI a spoluautorem studie., Parkova skupina našla pouze asi 50 z 20 000-25 000 genů, které tvoří lidský genom, byly vyjádřeny odlišně mezi těmito dvěma typy buněk.
ve skutečnosti byly tyto odlišně exprimované geny přepsány na tak nízkých úrovních, Park věří, že rozdíl může být “ transkripční šum.“Pokud se podíváte na celou krajinu genomu, tyto geny mohou být spíše malé hrboly než velké hory, vysvětlil Hochedlinger. „Mohou být skórovány jako jiné, ale nemusí to mít žádné biologické důsledky., „
Navíc, když vědci hodnotí funkční vlastnosti, jejich ADRESY a iPS buněčné linie, zjistili, že mají stejné potenciál diferencovat do nervových buněk a řadu dalších specializovaných buněčných linií.,
„Při použití těchto buněčných linií a testy, a po zvážení řadu technických a biologických proměnných, zjistíme, že ES buňky a iPS buňky jsou euqivalent,“ řekl Hochedlinger, a dodává, že námitka, že ne všechny praktické aplikace mohou účtu pro proměnné, a věda dosud pokročilé, kde iPS buněk může nahradit embryonální kmenové buňky v každé situaci.