HSCI-forskare gjorde konstgjorda stamceller, eller inducerade pluripotenta stamceller (iPSCs), från embryonala stamceller, och vände sedan dessa iPSCs till de neurala celler som bilden här. Foto med tillstånd av Jiho Choi.
experimentell ”trick” låter forskare jämföra embryonala stamceller och inducerade pluripotenta stamceller på nytt sätt
av Hannah L., Robbins, HSCI kommunikationschef
Harvard Stem Cell Institute (HSCI) forskare vid Massachusetts General Hospital och Harvard Medical School har hittat nya bevis som tyder på ett mänskligt inducerade pluripotenta stamceller är funktionell motsvarighet av mänskliga embryonala stamceller, ett konstaterande som kan börja lösa en lång löpning argument.
resultaten publicerades denna vecka i Nature Biotechnology.
från 1998 till 2007 var embryonala stamceller (ES-Celler) de enda mänskliga cellerna som var kända med potential att bli någon annan typ av cell i kroppen., När Shinya Yamanaka upptäckte hur man konstruerar vuxna somatiska celler till ett tillstånd där de också hade denna potential – en upptäckt för vilken han tilldelades Nobelpriset-kunde forskare sedan omprogrammera nästan vilken typ av vuxencell som helst, inklusive de ofta använda hud-och blodcellerna, för att göra inducerade pluripotenta stamceller eller iPS-celler.
upptäckten antände dock en debatt som fortfarande pågår om huruvida iPS-celler är lika bra som ES-celler., Hundratals forskningsexperiment har genomförts, vissa tyder på att de två typerna är funktionellt lika och kan användas omväxlande och andra tyder på att de är fundamentalt olika.
Konrad Hochedlinger, PhD, HSCI Huvud fakultetsmedlem, en senior författare på papperet, och en ledare i att studera IPS cell omprogrammering, sade hans labb har arbetat för att ”förstå om dessa artificiellt genererade stamceller, de inducerade pluripotenta stamceller, motsvarar embryonala stamceller.,”
experiment som är utformade för att jämföra iPS-celler med ES-celler är svåra att utföra, säger Hochedlinger. Forskare vill veta om omprogrammeringsprocessen som omvandlar en vuxencell till en IPS-cell på något sätt förändrar cellens förmåga att korrekt reglera sina gener-vilket gör den artificiella stamcellen beter sig annorlunda, men det är svårt att berätta genom att jämföra dessa två celltyper till varandra.
eftersom cellerna kommer från två olika källor är de i sig genetiskt olika., En jämförelse sida vid sida skulle visa variation, men det skulle förbli oklart om variationen berodde på skillnaden mellan kön, ras och/eller anor i de två cellerna eller från omprogrammeringsprocessen.
För att jämföra celltyper behövde Hochedlinger och hans kollegor börja med celler som var genetiskt identiska. Sedan om de skulle se variation, skulle det sannolikt vara från omprogrammeringsprocessen och inte cellernas genetiska bakgrund.,
Jiho Choi, doktorand i hochedlinger lab och första författare på papperet, ”lurade” mänskliga ES-celler till att bli mänskliga iPS-celler genom att först coaxing två väl studerade rader av ES-celler för att bilda hudceller. Han omprogrammerade sedan dessa hudceller i iPS-celler innan de sekvenserade genprodukterna av de två celltyperna för att se om de var identiska.
efter sekvensering samarbetade forskarna med Soohyun Lee, en forskare vid HMS och Peter Park, PhD, HSCI Affiliated Faculty member och co-senior författare på studien., Parks grupp fann endast cirka 50 av de 20 000-25 000 gener som utgör det mänskliga genomet uttrycktes annorlunda mellan de två celltyperna.
faktum är att dessa differentiellt uttryckta gener transkriberades på så låga nivåer, Park tror att skillnaden kan vara ”transkriptionellt ljud.”Om man tittar på hela landskapet i genomet kan dessa gener vara lite stötar snarare än stora berg, förklarade Hochedlinger. ”De kan göras så olika, men det kan inte finnas några biologiska återverkningar., ”
dessutom, när forskarna bedömde de funktionella egenskaperna hos deras ES-och iPS-cellinjer, fann de att de hade lika möjligheter att differentiera till neurala celler och en mängd andra specialiserade cellinjer.,
”När du använder dessa cellinjer och analyser, och efter att ha övervägt ett antal tekniska och biologiska variabler, finner vi att ES-celler och iPS-celler är euqivalent,” sade Hochedlinger, lägga förbehållet att inte alla praktiska tillämpningar kan man ta hänsyn till de variabler, och vetenskapen har ännu inte avancerat till om iPS-celler kan ersätta embryonala stamceller i varje situation.