معلومة

لماذا تعتبر الخلايا الجرثومية الجنينية خلايا جذعية؟

لماذا تعتبر الخلايا الجرثومية الجنينية خلايا جذعية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في الفصل الذي أحضره ، تم تقديم 3 أنواع من الخلايا الجذعية.

  1. الخلايا الجذعية البالغة التي تأتي من نخاع العظام
  2. الخلايا الجذعية الجنينية التي تأتي من الأجنة
  3. الخلايا الجرثومية الجنينية التي تأتي من الخصيتين

أنا أفهم أن الخلايا الجذعية البالغة هي أكثر تخصصًا من الخلايا الجذعية الجنينية ، لكني في حيرة من أمري لماذا تعتبر الخلايا الجرثومية الجنينية خلايا جذعية. من ويكيبيديا ، تعريف الخلايا الجذعية هو:

الخلايا البيولوجية غير المتمايزة التي يمكن أن تتمايز إلى خلايا متخصصة ويمكن أن تنقسم (من خلال الانقسام الفتيلي) لإنتاج المزيد من الخلايا الجذعية

ولكن من خلال فهمي المحدود للبيولوجيا ، لا يمكن للخلايا الجرثومية الجنينية أن تتخصص في أي خلايا أخرى ما لم تندمج مع مشيج آخر ، فلماذا يتم اعتبارها خلايا جذعية؟ ما الذي افتقده هنا؟


الفرق في التعيين هو توقيت تأسيس خط الخلية والأنسجة التي تم الحصول عليها منها.

يتم حصاد الخلايا الجذعية الجنينية من كتلة الخلايا الداخلية للكيسة الأريمية في اليوم الخامس بعد الإخصاب. هذا هو الجيل الأول أو الثاني من الخلايا التي بدأت في التمايز ، لكنها لا تزال تتمتع بقدرة تعدد القدرات ، مما يعني أنها يمكن أن تتمايز إلى أي نوع من أنواع الخلايا الجرثومية الثلاثة. [1] [2]

هذه الأنواع الثلاثة من الخلايا الجرثومية هي:

  1. الأديم الباطن
  2. Mesoderm
  3. إكتوديرم

يتم "استنبات الخلايا الجرثومية الجنينية من الخلايا الجرثومية البدائية التي تم الحصول عليها من التلال التناسلية واللحمة المتوسطة من أنسجة جنينية تتراوح من 5 إلى 9 أسابيع ..." خطوط الخلايا. [3] [4]

هناك أيضا اختلافات في القدرة على التكرار. الخلايا الجذعية الجنينية هي في معظمها الخلايا الخالدة التي يمكن الحفاظ عليها في المزرعة في المختبر لفترات طويلة من الزمن ، في حين أن الخلايا EG لها دورة حياة من حوالي 70 إلى 80 انقسامًا خلويًا قبل أن تصل إلى السكون. إذا اضطررت إلى المجازفة بتخمين سبب حدوث ذلك ، فسأقول إن الخلايا EG على الأرجح قد وصلت بالفعل إلى مرحلة التمايز حيث تقوم بقمع أو تنظيم تعبير التيلوميراز. سوف تعبر الخلايا الجذعية الجنينية عن الإنزيم تيلوميراز ، لذلك لن تعاني من نقص التيلومير بسبب مشكلة النسخ المتماثل النهائي خلال تخليق الحمض النووي في المرحلة S من الانقسام.

هناك أنواع أخرى من الخلايا الجذعية البالغة بخلاف الخلايا الجذعية المكونة للدم ، لذلك لست متأكدًا من سبب تمييز الدورة التدريبية الخاصة بك. يمكن أن يكون ذلك عمليًا ، لقد استخدمنا بنجاح الخلايا الجذعية المكونة للدم فقط في علاج الأمراض عن طريق إجراء عمليات زرع نخاع العظم. من المحتمل أن تضطر إلى مطالبة معلمك بتوضيح هذه النقطة لك.


الخلايا الجذعية في الأجنة هي أساس تطور الكائن الحي ، أي بمجرد اندماج الأمشاج ، يكون لديك خلية منتجة تتكاثر وتتمايز في كل خلية يتكون منها الجسم

يمكن تعريف أي خلية تتمايز في خلية أخرى على أنها خلية جذعية. نعم ، أنتجت الخصيتان فقط خلايا منوية ، لكن مجموعة موضعية من الخلايا الجذعية سيتم تمييزها دائمًا إلى نفس النوع من الخلايا على مدار عمر الكائنات الحية.

في الواقع ، لا تختلف الخلية الجذعية عن أي خلية جذعية أخرى لأنها جميعها متعددة القدرات. ما يجعل الخلايا الجذعية مختلفة هو الموقع في الجسم وإشارات التمايز السائدة هناك.

على سبيل المثال ، الخلايا الجذعية المكونة للدم في العظام هي المسؤولة عن إنتاج جميع أنواع خلايا الدم ، بينما الخلايا الجذعية في سرداب الزغابات المبطنة للقناة المعوية تتمايز إلى خلايا ظهارية ماصة وخلايا مخاطية تفرز الكأس.

للتلخيص ، يعتمد تمايز الخلايا الجذعية على الإشارات. يتم تحديد نوع الإشارات في النهاية من خلال وظيفة الموقع المعين الذي تتواجد فيه الخلايا الجذعية. (إنها أكثر تعقيدًا من مجرد "الإشارات" ولكن إذا قررت الخوض في القليل من علم الوراثة والكيمياء الحيوية ، فسيكون ذلك أكثر منطقية) .


لا تأتي الخلايا الجذعية البالغة دائمًا من نخاع العظام. لا تزال الخلايا الجذعية موجودة في أي أو معظم الأنسجة البالغة. لا تعني الخلية الجذعية أنها يمكن أن تتخصص في خلايا أخرى فقط. أي خلية ، إذا كانت لديها قدرة على التجديد الذاتي ولا تتقدم في العمر ، يمكن أن تسمى الخلايا الجذعية. لذلك ، بالنسبة للخط الجرثومي لدى الرجال ، حتى لو كان لديه قدرة تمايز محدودة ، ربما يمكن أن يتحول إلى حيوانات منوية ، لكن لديه قدرة التجديد الذاتي ولا يكبر أبدًا. هذا هو السبب في أن بعض كبار السن ، الذين تزيد أعمارهم عن 100 عام ، لا يزالون قادرين على إنجاب مولود جديد ...


خلايا جذعية

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

خلايا جذعية، وهي خلية غير متمايزة يمكن أن تنقسم لإنتاج بعض الخلايا الذرية التي تستمر كخلايا جذعية وبعض الخلايا المقدر لها التمايز (تصبح متخصصة). تعد الخلايا الجذعية مصدرًا مستمرًا للخلايا المتمايزة التي تتكون منها أنسجة وأعضاء الحيوانات والنباتات. هناك اهتمام كبير بالخلايا الجذعية لأنها تمتلك إمكانات في تطوير علاجات لاستبدال الخلايا التالفة أو التالفة الناتجة عن مجموعة متنوعة من الاضطرابات والإصابات ، مثل مرض باركنسون وأمراض القلب والسكري. هناك نوعان رئيسيان من الخلايا الجذعية: الخلايا الجذعية الجنينية والخلايا الجذعية البالغة ، والتي تسمى أيضًا الخلايا الجذعية للأنسجة.


ما هي الخلايا الجذعية الجنينية المستخدمة؟

في الطب والبحث ، يستخدم العلماء متعدد القدرات الخلايا الجذعية الجنينية. لا تملك هذه الخلايا القدرة على أن تصبح كائنًا كاملًا. بدلاً من ذلك ، يتم توجيهها بواسطة إشارات من الجنين المبكر تخبرهم بنوع الخلية التي يجب التفريق إليها. يفضل العلماء هذه الخلايا لأسباب عديدة.

يعد استخدام الخلايا الجذعية الجنينية شكلًا جديدًا جدًا من أشكال الطب. لعقود من الزمان ، تم فهم سبب العديد من الأمراض التنكسية والإصابات الجسدية. يعد تلف الأنسجة السبب الجذري للعديد من هذه الأمراض ، وقد بحث العلماء منذ فترة طويلة عن طريقة لزراعة الأنسجة التي لا تصلح نفسها بسهولة. نظرًا لأن الخلية الجذعية الجنينية متعددة القدرات ويمكن أن تصبح تقريبًا أي خلية في الجسم ، فقد تمت دراسة هذه الخلايا منذ فترة طويلة لاستخدامها المحتمل في الطب.

منذ أواخر الخمسينيات من القرن الماضي يحاول العلماء اختبار طرق مختلفة لنمو الأنسجة باستخدام خلية جذعية جنينية. كانت التجارب السريرية الأولى في أواخر الستينيات ، ولكن لم يتم إحراز تقدم كبير. وضع الرئيس بوش وقفاً اختيارياً لاستخدام الأموال الفيدرالية لأبحاث الخلايا الجذعية ، والذي رفعته إدارة أوباما أخيراً في عام 2009. كما واجهت الدول الأوروبية معركة شاقة في تمويل أبحاث الخلايا الجذعية. ومع ذلك ، مع التقدم في العلم ، ظهرت اكتشافات جديدة سمحت بمزيد من الحصاد الأخلاقي لخلية جذعية جنينية. كانت أولى العلاجات بالخلايا الجذعية الطبية في عام 2010.

تجديد الخلايا العصبية

من الناحية الطبية ، فإن استخدامات الخلايا الجذعية الجنينية محدودة ، على الرغم من وجود العديد من التطبيقات الجديدة قيد العمل. تركز العلاجات الحالية على استبدال الأنسجة التالفة من الإصابة أو المرض. من بين هؤلاء ، كان العلاج الأول الذي وافقت عليه إدارة الغذاء والدواء (FDA) للخضوع للتجارب هو استبدال الأنسجة التالفة في إصابات العمود الفقري.

نظرًا لأن الخلايا العصبية نادرًا ما تتجدد ، يمكن استخدام خلية جذعية جنينية لاستبدال العصب التالف واستعادة الوظيفة. في حالة الشخص المصاب بإصابة في العمود الفقري ، فإن هذا يعني القدرة على المشي مرة أخرى. بالنسبة لشخص أعمى ، قد يعني هذا أن يتمكن من الرؤية مرة أخرى. في حين أن العلاج لا يزال جديدًا والنجاح محدود ، فقد أظهر بعض النتائج الإيجابية.

كأداة بحث

ومع ذلك ، يتم إحراز تقدم طبي آخر مع الخلايا الجذعية الجنينية ، على الرغم من أن هذه لا تأتي كعلاجات طبية مباشرة ، بل هي المعرفة التي تقدمها لنا الخلايا الجذعية. عندما تتمايز الخلية الجذعية الجنينية في الأنسجة المستهدفة ، يمكن للعلماء دراسة المواد الكيميائية والطرق التي تستخدمها للقيام بذلك. يمكن للعلماء أيضًا تعديل جينوم هذه الخلايا ، ودراسة تأثيرات الطفرات المختلفة على عمل الخلية.

بين هذين المسارين من الاكتشاف ، جمع العلماء الكثير من المعلومات حول كيف ولماذا تتمايز الخلايا وتنقسم. باستخدام هذه الأدوات ، يقترب العلماء من الأساليب التي من شأنها أن تسمح لهم بإعادة الخلية العادية إلى خلية جذعية متعددة القدرات. هذه معروفة باسم تتضمن الخلايا الجذعية المحفزة. إنها ليست خلايا جذعية جنينية ، لأنها ليست مشتقة من جنين. لا يمكن لهذه العملية أن تصلح الإصابات والأمراض فحسب ، بل يمكنها أيضًا عكس مسار الشيخوخة ومنع الوفاة.

على نطاق أقل دراماتيكية وأوسع نطاقًا ، تُستخدم هذه الأساليب أيضًا لعلاج الأمراض الشائعة ، مثل مرض السكري. من خلال تعلم كيف تصبح الخلايا الجذعية الجنينية خلايا بنكرياس وتفرز الأنسولين ، يتعلم العلماء طرق تحويل الأنسجة الأخرى إلى أنسجة تفرز الأنسولين. يمكن أن يساعد هذا في علاج مرض السكري ، الذي يحدث غالبًا بسبب تدمير الخلايا المنتجة للأنسولين. إذا تم استبدال هذه الخلايا بالخلايا الجذعية ، أو تم تحفيز الخلايا الأخرى لتصبح خلايا بنكرياس ، يمكن علاج المرض.

تتم دراسة الأمراض الأخرى ، مثل التليف الكيسي ، ومتلازمة X الهشة ، والاضطرابات الوراثية الأخرى في الخلايا الجذعية الجنينية. لا يمكن إنشاء العديد من الخلايا فحسب ، بل يمكن أيضًا تمييزها إلى أنواع خلايا مختلفة. بهذه الطريقة ، يمكن للعالم تكوين صورة للمرض من لقطات من كل نوع خلية ، وفهم بالضبط كيف يؤثر المرض على الشخص.


وجدت الدراسة أن الخلايا الجذعية من بعض الرجال المصابين بالعقم تشكل خلايا جرثومية عند زرعها في الفئران

الخلايا الجذعية المصنوعة من جلد الرجال البالغين المصابين بالعقم تنتج خلايا جرثومية بدائية - خلايا تصبح عادة حيوانات منوية - عند زرعها في الجهاز التناسلي للفئران ، وفقًا للباحثين في كلية الطب بجامعة ستانفورد وجامعة ولاية مونتانا.

كان لدى كل من الرجال المصابين بالعقم في الدراسة نوع من الطفرات الجينية التي منعتهم من تكوين حيوانات منوية ناضجة - وهي حالة تسمى فقد النطاف. يقترح البحث أن الرجال الذين يعانون من فقد النطاف ربما يكون لديهم خلايا جرثومية في مرحلة ما من حياتهم المبكرة ، لكنهم فقدوها مع نضوجهم حتى سن الرشد.

على الرغم من أن الباحثين كانوا قادرين على تكوين خلايا جرثومية بدائية من الرجال المصابين بالعقم ، إلا أن خلاياهم الجذعية تنتج عددًا أقل بكثير من هذه الحيوانات المنوية مقارنة بالخلايا الجذعية من الرجال الذين ليس لديهم الطفرات. يوفر البحث نموذجًا مفيدًا تشتد الحاجة إليه لدراسة الخطوات الأولى للتكاثر البشري.

قال رينيه ريجو بيرا ، دكتوراه ، المدير السابق لمركز ستانفورد لأبحاث الخلايا الجذعية البشرية وتعليمها: "لقد رأينا تمايزًا أفضل للخلايا الجرثومية في نموذج الزرع هذا أكثر مما رأيناه في أي وقت مضى". "لقد أدهشتنا الكفاءة. حلمنا هو استخدام هذا النموذج لعمل خريطة جينية لتمايز الخلايا الجرثومية البشرية ، بما في ذلك بعض المراحل المبكرة للغاية."

على عكس العديد من العمليات الخلوية والفسيولوجية الأخرى ، يختلف التكاثر البشري بشكل كبير عن مثيله في حيوانات المختبر الشائعة مثل الفئران أو ذباب الفاكهة. علاوة على ذلك ، تحدث العديد من الخطوات الرئيسية ، مثل تطوير وانتقال الخلايا الجرثومية البدائية إلى الغدد التناسلية ، في غضون أيام أو أسابيع من الحمل. جعلت هذه التحديات العملية صعبة الدراسة.

Reijo Pera ، الذي يعمل الآن أستاذًا لبيولوجيا الخلية وعلوم الأعصاب في جامعة ولاية مونتانا ، هو المؤلف الرئيسي لورقة بحثية تصف البحث ، والتي سيتم نشرها في الأول من مايو في تقارير الخلية. أجريت التجارب في الدراسة في جامعة ستانفورد ، وكان الباحث الحاصل على درجة الدكتوراه في جامعة ستانفورد ، سيريل راماتال ، هو المؤلف الرئيسي للورقة.

استخدم البحث عينات جلد من خمسة رجال لإنشاء ما يعرف بالخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات ، والتي تشبه إلى حد بعيد الخلايا الجذعية الجنينية في قدرتها على أن تصبح أي نسيج في الجسم تقريبًا. ثلاثة من الرجال حملوا نوعًا من الطفرات على كروموسوم Y لديهم المعروف لمنع إنتاج الحيوانات المنوية ، وكان الاثنان الآخران في حالة خصوبة.

توقفت الخلايا الجرثومية المصنوعة من الخلايا الجذعية عن التمايز في الفئران قبل أن تنتج حيوانات منوية ناضجة (على الأرجح بسبب الاختلافات الكبيرة بين العمليات التناسلية للإنسان والفئران) بغض النظر عن حالة خصوبة الرجال الذين اشتقوا منها. ومع ذلك ، فإن حقيقة أن خلايا الرجال المصابين بالعقم يمكن أن تؤدي إلى ظهور خلايا جرثومية على الإطلاق كانت مفاجأة.

وجدت الأبحاث السابقة التي أجريت على الفئران المصابة بنوع مماثل من العقم أنه على الرغم من وجود خلايا جرثومية عند الأطفال حديثي الولادة ، إلا أن هذه الخلايا الجرثومية استنفدت بسرعة. تشير نتائج ستانفورد إلى أن الرجال المصابين بالعقم قد يكون لديهم على الأقل عدد قليل من الخلايا الجرثومية العاملة مثل الأطفال حديثي الولادة أو الرضع. قال الباحثون إنه على الرغم من الحاجة إلى إجراء المزيد من الأبحاث ، إلا أن جمع وتجميد بعض هذه الأنسجة من الأولاد الصغار المعروفين بوجود هذا النوع من طفرات العقم قد يمنحهم خيار إنجاب أطفالهم في وقت لاحق من الحياة.

قال مايكل إيزنبرغ ، الأستاذ المساعد في جراحة المسالك البولية في ستانفورد ومدير قسم الذكور: "يقدم هذا البحث خطوة مثيرة ومهمة للوعد بالعلاج بالخلايا الجذعية في علاج فقد النطاف ، وهو أشد أشكال عقم الذكور." برنامج طب وجراحة الإنجاب. "بينما توضح الدراسة بوضوح الأهمية التي تلعبها الجينات في تكوين الحيوانات المنوية ، فإنها تشير أيضًا إلى إمكانية التغلب على بعض هذه القيود." غالبًا ما يتعاون أيزنبرغ مع Reijo Pera ، لكنه لم يكن مؤلفًا للدراسة الحالية.

في عام 2009 ، أظهر Reijo Pera أنه من الممكن إنتاج خلايا جرثومية وظيفية منتجة للحيوانات المنوية من خلايا جذعية جنينية بشرية نمت في ظل ظروف معينة في المختبر. ومع ذلك ، قد يكون من الصعب الحصول على تلك الخلايا الجذعية ، التي تم تصنيعها من أجنة بشرية تم التبرع بها للبحث بعد إجراءات التخصيب في المختبر. كما أنها ليست مفيدة للأزواج الذين يرغبون في إنجاب أطفالهم الجيني لأن الطفل سيرث جزءًا من جينوم الجنين الذي اشتُق منه الخلايا. علاوة على ذلك ، تطلبت العملية من العلماء هندسة الخلايا الجذعية بحيث يتم إفراط في التعبير عن العديد من الجينات ، وهو ما كان ضروريًا لدفع الخلايا الجذعية الجنينية لتصبح خلايا جرثومية.

في المقابل ، لا تتطلب الخلايا الجذعية المصنوعة من جلد البالغين أي معالجة صناعية. بمجرد زرعها في الأنابيب المنوية للفئران (حيث يتم إنتاج الحيوانات المنوية للحيوانات) ، تمايزت فيما أطلق عليه العلماء "الخلايا الشبيهة بالخلايا الجرثومية" ، ببساطة بحكم البيئة التي وُضعت فيها. أعربت الخلايا عن العديد من الجينات المعروفة بالتعبير عنها في الخلايا الجرثومية البدائية ، وخضعت لعملية إعادة برمجة جينية تسمى إزالة الميثيل المرتبطة بإنتاج الحيوانات المنوية.

قال Reijo Pera: "وجدنا أن الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات تم دفعها بكفاءة عالية في مسار النسب هذا". "أظهر هذا النظام أن الخلفية الجينية للشخص الذي تُشتق منه الخلايا الجذعية تؤثر على عدد الخلايا الجرثومية البدائية التي تتكون. نحن الآن قادرون على إعادة تلخيص هذه العملية والبدء في دراسة أشياء مثل أنماط التعبير الجيني والخطوات المميزة تشارك في هذه العملية ".

شوهدت اختلافات صارخة عند مقارنة الخلايا الجذعية من الرجال المصابين بالعقم. قدر الباحثون أن خلايا الرجال المصابين بالعقم ، والذين كان لكل منهم طفرة في منطقة الجينوم المعروفة باسم AZF1 ، كانت أقل كفاءة بنحو 50 إلى 100 ضعف من الرجال الذين يتمتعون بالخصوبة في قدرتها على تكوين خلايا جرثومية بدائية.

قال Reijo Pera: "ستساعدنا دراسة سبب هذه الحالة على فهم مكان المشاكل بالنسبة لهؤلاء الرجال ونأمل أن نجد طرقًا للتغلب عليها".

"بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر إمكانيات مثيرة للاهتمام للغاية للرجال الذين يصبحون عقيمين بعد علاج السرطان ،" قال أيزنبرغ. "القدرة على تحويل خلايا الجلد بكفاءة إلى حيوانات منوية ستسمح لهذه المجموعة بأن تصبح آباء بيولوجيين. العقم هو أحد المضاعفات الأكثر شيوعًا وتدميرًا لعلاجات السرطان ، خاصة بالنسبة للفتيان والرجال الصغار."

يرغب الباحثون في مواصلة عملهم باستخدام الرئيسيات غير البشرية لدراسات الزرع. إنهم مهتمون أيضًا باستكشاف تأثير الأنواع الأخرى من الطفرات المرتبطة بالعقم على إنتاج الخلايا الجرثومية.


تعتبر الخلايا الجذعية المكونة للدم المشتقة من الحبل السري (UCB HSCs) خلايا جذعية جنينية. يمكن عزلها عن الحبل السري لحديثي الولادة وتخزينها في بنك الأنسجة لسنوات عديدة. تُستخدم UCB HSCs في زرع HSCs في المرضى الذين يعانون من فشل نخاع العظام وأمراض أخرى.

تعد الخلايا الجذعية والخلايا السلفية البالغة مصدرًا للخلايا الوظيفية المنتجة حديثًا في الجسم البالغ. تعمل الخلايا الجذعية البالغة على تجديد الأنسجة والأعضاء طوال فترة حياة الكائنات متعددة الخلايا. يعد فهم فسيولوجيا الخلايا الجذعية البالغة أمرًا مهمًا لتطوير علاجات مضادة للتآكل والشيخوخة تعمل على تحسين نوعية الحياة.


المواد والأساليب

البناء البلازميد

الماوس Hnf3α ، الماوس Hnf3β ، الفئران Hnf4α ، الفئران Hnf1α ، الماوس Pdx1 ، الماوس Ngn3 ، الماوس Pax6 ، الماوس Pax4 ، الماوس Gata-6 ، الماوس Gata-4 ، الماوس Oct-3/4 ، الإنسان Coup-tf I ، أو Stat3F cDNA بينسابقة بمعنى البيئةRI أو Bstمواقع الحادي عشر من pCAG-IP (Niwa et al. 2002) للتعبير العرضي. للاستهداف الفائق ، تم إدخال الماوس Gata-6 (كدنا) بين SFIأنا مواقع متجه pSuperKO (نيوا وآخرون ، 1998).

ثقافة الخلايا الجذعية الجنينية وترنسفكأيشن

تمت تربية ZHTc6 ، MG 1.19 ومشتقاتهما بدون مغذيات في وسط مكمل LIF كما هو موصوف سابقًا (Niwa et al. 1998). تم إجراء تعداء نواقل التعبير الوراثي إلى خلايا MG 1.19 ES (تعداء مفرط) كما هو موصوف سابقًا باستخدام Lipofectamine 2000 (Invitrogen) (Niwa et al.2002). من أجل الاستهداف الفائق ، تم إلكترود 1 × 10 7 خلايا ZHTc6 بـ 100 ميكروغرام من DNA البلازميد SuperKO – Gata-6 الخطي عند 800 فولت و 3 ميكرو فهرنهايت باستخدام Bio-Rad Gene Pulser ، ثم تم اختيارها في وجود 300 ميكروغرام / مل G418 و 1 ميكروغرام / مل ح. تم الحفاظ على الحيوانات المستنسخة المستهدفة في التواجد المستمر لـ Tc (1 ميكروغرام / مل) ، وتم تأكيد أحداث الاستهداف الفائق عن طريق تحليل اللطخة الجنوبية كما هو موضح سابقًا (Niwa et al. 1998).

تحليلات عزل الحمض النووي الريبي ، واللطخة الشمالية ، و RT-PCR

تم عزل مجموع الحمض النووي الريبي من الخلايا الجذعية الجنينية بواسطة TRIZOL Reagent (Invitrogen). بعد ذلك ، تم فصل 5 ميكروغرام من إجمالي الحمض النووي الريبي (RNA) على هلام الفورمالديهايد الذي يعمل على تغيير طبيعة المادة بنسبة 1 ٪ من الاغاروز ، وتم مسحه على غشاء نايلون Hybond-N (Amersham) ، ثم تم تحليله بواسطة تهجين مرشح غير مشع (Gene Image ، Amersham). بالنسبة لتحليلات RT-PCR ، تم تصنيع (كدنا) من 1 ميكروغرام من إجمالي الحمض النووي الريبي ، مع جهاز تمهيدي oligo-dT وفيروس سرطان الدم Maloney Murine RT (ReverTra Ace ، Toyobo). تم استخدام واحد من عشرين من منتجات جديلة (كدنا) الفردية لكل تضخيم PCR. يتم سرد مجموعات التمهيدي في الجدول 1. من خلال تطبيق الأرقام المشار إليها لدورات PCR في الجدول 1 ، تم تضخيم جميع cDNAs في النطاقات الكمية ، والتي تم تأكيدها من خلال اختبار الدورات المختلفة للعينات التي تعطي أقصى مستويات الإشارات في كل مجموعات التمهيدي.

قائمة بادئات محددة الجينات

المقتطفات النووية وتحليلات اللطخة الغربية

تم غسل الخلايا الجذعية الجنينية باستخدام برنامج تلفزيوني ، وكشطها من الألواح ، وجمعها بالطرد المركزي. تم تحضير المستخلصات النووية كما وصفها Gobert et al. (1996). تم تجزئة قسامات (7 ميكروغرام) من المستخلصات النووية على 10٪ SDS – polyacrylamide gel وتم تغطيتها بالكهرباء على غشاء PVDF (Immobiron، Millipore). بعد العلاج في حظر المخزن المؤقت (1 × TTBS بالإضافة إلى 3 ٪ حليب منزوع الدسم) ، تم فحص الأغشية بالتتابع باستخدام Anti-Gata-6 (sc-7244 ، Santa Cruz) أو anti-Gata-4 (sc-9053 ، Santa Cruz) HRP -مضاد الماعز أو الأرانب IgG المقترن ، ثم تم تطويره باستخدام كواشف ECL (Amersham)

المجهر الإلكتروني

تم إصلاح خلايا SKG612 ES المتمايزة باستخدام مثبت (2 ٪ بارافورمالدهيد ، 2.5 ٪ جلوتارالدهيد في محلول كاكوديلات 0.1 M عند درجة الحموضة 7.4) لمدة ساعتين في درجة حرارة الغرفة وتخزينها عند 4 درجات مئوية لعدة أسابيع. بعد الغسل باستخدام محلول عازلة 0.1 M كاكوديلات (الرقم الهيدروجيني 7.4) ثلاث مرات (5 دقائق لكل منهما) ، تم تثبيت الخلايا لاحقًا بالثلج 1 ٪ OsO4 في نفس المخزن المؤقت لمدة ساعتين. تم شطف العينات بالماء المقطر ، وملطخة بـ 0.5٪ من أسيتات اليورانيل المائي لمدة ساعتين عند درجة حرارة الغرفة ، وتجفيفها بالإيثانول ، وتضمينها في Poly / Bed 812. تم قطع الأجزاء الرقيقة جدًا من هذه الخلايا ، وتلطيخها بشكل مضاعف بخلات اليورانيل و سترات الرصاص ، ويتم عرضها بواسطة مجهر إلكتروني ناقل الحركة JEM 1010 (JEOL).


ما هي الخلايا السلفية?

في سياق الخلايا البيولوجية ، الخلايا السلفية متشابهة ولكنها أكثر تحديدًا من الخلايا الجذعية ، ويمكن أن تتمايز إلى خلية مستهدفة محددة عند الحاجة. يمكن للخلايا السلفية الانقسام والتمييز إلى أنواع محددة من الخلايا فقط لعدد محدود من المرات. تُعرف قدرة الخلايا السلفية على الانقسام والتمايز إلى أنواع قليلة من الخلايا قلة القدرة. تحدث معظم الخلايا السلفية في مرحلة نائمة تتضمن أنشطة أقل لأنسجتها. تعتبر الخلايا الجذعية الوعائية نوعًا من الخلايا السلفية التي يمكن أن تنقسم وتتمايز إلى كلا النوعين من الخلايا البطانية والعضلات الملساء. تعتبر الخلايا السلفية مرحلة البلوغ في الخلايا الجذعية ، لكنها تعيش في مرحلة أخرى من التمايز.

الشكل 01: الخلايا السلفية

تشترك الخلايا السلفية والخلايا الجذعية البالغة في خصائص مشتركة. ببساطة ، الخلايا السلفية في مرحلة ما بين الخلايا الجذعية والخلايا المتمايزة تمامًا. وجد البحث الذي تم إجراؤه على الخلايا السلفية أن هذه الخلايا يمكن أن تتحرك على طول الجسم إلى موقع محدد من الأنسجة الضرورية. تعمل الخلايا السلفية كخلايا لآليات إصلاح الأنظمة في الجسم البالغ. وهي تشارك في استعادة خلايا خاصة في الجسم وتعمل أيضًا في الحفاظ على أنسجة الأمعاء وخلايا الدم والجلد. في أنسجة البنكرياس الجنينية النامية ، توجد الخلايا السلفية بشكل أساسي. عوامل النمو والسيتوكينات عنصران مهمان ينشطان الخلايا السلفية للانتقال إلى الأنسجة المختلفة في حالة إصابة الأنسجة أو بسبب وجود خلايا ميتة أو تالفة.


من المدهش أن تلتزم الخلايا الجذعية في الأجنة البشرية بالتخصص في وقت مبكر

صورة توضح مستعمرات الخلايا ، وتظهر التمايز في الطبقات الجرثومية الأولى. الأخضر هو Cdx2 (علامة الأرومة الغاذية) ، والأحمر هو BRY (علامة الأديم المتوسط) والأزرق هو Sox2 (علامة الأديم الظاهر). الصف العلوي لم يتعرض لإشارة التمايز ، والصف الأوسط مكشوف لفترة قصيرة والصف السفلي مكشوف لفترة أطول. تُظهر الصورة أن التعرض القصير لإشارة التمايز كافٍ لعمل نفس النمط الذي يظهر بعد التعرض الكامل.

حدد الباحثون في معهد فرانسيس كريك النقطة التي تلتزم فيها الخلايا الجذعية الجنينية البشرية بشكل لا رجعة فيه بالتخصص.

يمكن إرجاع تاريخنا البيولوجي إلى مجموعة صغيرة من الخلايا تسمى الخلايا الجذعية الجنينية ، والتي تؤدي من خلال انقسام الخلايا إلى ظهور خلايا متخصصة لأداء دور محدد في الجسم - وهي عملية تعرف باسم التمايز.

يوفر فهم متى وكيف تتخصص الخلايا الجذعية الجنينية نظرة ثاقبة حول التمايز الصحي وكيف "تتذكر" الخلايا أي نوع من الخلايا هي. يمكن أن تسوء هذه العملية في السرطان ، عندما "تنسى" الخلايا هويتها وتتغير إلى النوع الخطأ.

كجزء من البحث المنشور في الخلية الجذعية للخلاياوجد علماء كريك أن الخلايا الجذعية الجنينية تتمايز في وقت مبكر بشكل غير متوقع ، وتلتزم بشكل لا رجعة فيه بأن تصبح كلًا من أكثر من 200 نوع من الخلايا في الجسم.

أظهروا أن هذا كان نتيجة تنشيط مجموعة صغيرة من الجينات التي تم تحديدها حديثًا ، والتي أطلقوا عليها اسم "جينات الالتزام المبكر".

الخلايا الجذعية الجنينية البشرية. GATA باللون الأخضر ، Nanog (علامة تعدد القدرات المميزة للخلايا الجذعية) باللون الأحمر والكروماتين (النواة) باللون الأزرق. الخلايا أرجوانية لأن النانوج والنواة معًا.

تقول سيلفيا سانتوس ، مؤلفة وقائدة المجموعة في مختبر بيولوجيا الخلية الكمية في كريك .

"بمجرد تنشيط هذه الجينات ، يستغرق الأمر بضع دقائق قبل أن تلتزم الخلايا تمامًا بالتمايز. سرعة هذا الأمر مدهشة للغاية ، خاصة إذا كنت تفكر في كيفية ظهور أولى علامات التمايز ، وهو الجنين الذي يطور الطبقات الجرثومية الجنينية الأولى ، حوالي ثلاثة أيام. تؤدي هذه الطبقات في النهاية إلى ظهور جميع الأنسجة في نمو الجنين بعد أسابيع. "

وظيفة خاصة لجين GATA3

الفرق المميزة:

ركز الباحثون على جين واحد للالتزام المبكر يسمى GATA3. عندما تم تنشيط هذا الجين تجريبيًا في المختبر ، سرعان ما التزمت الخلايا الجذعية الجنينية بالتمايز. من ناحية أخرى ، عندما تم حذف هذا الجين ، كانت هذه العملية بطيئة وغير صحيحة تمامًا.

"GATA3 أمر بالغ الأهمية للتمييز الصحي والخلايا الجذعية في الوقت المناسب. بمجرد تشغيله ، يُطلق هذا الجين حلقة من ردود الفعل الإيجابية ، مما يساعده على البقاء نشطًا. وهذا بدوره يضمن بقاء الخلايا متمايزة ، ولا تعود إلى حالة الخلايا الجذعية ، كما تقول ألكسندرا جون برادن ، المؤلفة الرئيسية المشاركة وباحثة ما بعد الدكتوراة في مختبر بيولوجيا الخلية الكمية في كريك.

استخدم هذا البحث خلايا جذعية مأخوذة من أجنة تبرع بها أشخاص خضعوا لعمليات التلقيح الصناعي. لم تكن هناك حاجة إلى الأجنة المتبرع بها أثناء علاج الخصوبة ، وكان من الممكن تدميرها لولا ذلك.

تتابع سيلفيا سانتوس: "عندما تلتزم الخلايا الجذعية الجنينية بالتخصص ، يكون هذا السؤال أساسيًا وحتى الآن لا يزال بلا إجابة".

"من المهم أن نفهم المزيد عن هذا الأمر ، حيث أن الوظيفة الصحية للخلايا تدعمها عملية كيفية اكتساب الخلايا وتذكر هويتها أثناء عملية التمايز. يمكن أن تفتح هذه الرؤية الثاقبة في التنمية البشرية المبكرة آفاقًا جديدة للبحث في الأمراض التي تحدث عندما تسوء هذه العملية ".


أين توجد الخلايا الجذعية؟

تأتي الخلايا الجذعية من عدة مصادر في الجسم. تشير أسماء الخلايا أدناه إلى المصادر التي تم اشتقاقها منها.

الخلايا الجذعية الجنينية

تأتي هذه الخلايا الجذعية من الأجنة في المراحل الأولى من التطور. لديهم القدرة على التمايز إلى أي نوع من الخلايا في المراحل الأولى من التطور ويصبحون أكثر تخصصًا قليلاً عندما ينضجون.

الخلايا الجذعية الجنينية

هذه الخلايا الجذعية تأتي من الجنين. في حوالي تسعة أسابيع ، يدخل الجنين الناضج في مرحلة نمو الجنين. توجد الخلايا الجذعية الجنينية في أنسجة الجنين والدم ونخاع العظام. لديهم القدرة على التطور إلى أي نوع من الخلايا تقريبًا.

الخلايا الجذعية لدم الحبل السري

هذه الخلايا الجذعية مشتقة من دم الحبل السري. الخلايا الجذعية السرية تشبه تلك الموجودة في الخلايا الجذعية الناضجة أو البالغة. إنها خلايا متخصصة تتطور إلى أنواع معينة من الخلايا.

الخلايا الجذعية المشيمية

يتم احتواء هذه الخلايا الجذعية داخل المشيمة. مثل الخلايا الجذعية لدم الحبل السري ، فإن هذه الخلايا هي خلايا متخصصة تتطور إلى أنواع معينة من الخلايا. ومع ذلك ، تحتوي المشيمة على خلايا جذعية أكثر بعدة مرات من تلك الموجودة في الحبل السري.

الخلايا الجذعية البالغة

توجد هذه الخلايا الجذعية في أنسجة الجسم الناضجة عند الرضع والأطفال والبالغين. يمكن العثور عليها أيضًا في خلايا دم الحبل السري الجنيني. الخلايا الجذعية البالغة خاصة بنسيج أو عضو معين وتنتج الخلايا داخل هذا النسيج أو العضو المحدد. تساعد هذه الخلايا الجذعية في الحفاظ على الأعضاء والأنسجة وإصلاحها طوال حياة الشخص.

  • أساسيات الخلايا الجذعية: مقدمة. في معلومات الخلايا الجذعية [موقع ويب عالمي]. Bethesda، MD: National Institutes of Health، U.S. Department of Health and Human Services، 2002. متاح على (http://stemcells.nih.gov/info/basics/pages/basics1.aspx)

إكتشاف عقار

بالإضافة إلى علم الأحياء التطوري والعلاج المستند إلى الخلايا ، فإن نموذج الخلايا الجذعية الجنينية له تطبيقات واسعة النطاق في مجالات اكتشاف الأدوية وتطوير الأدوية. فيما يتعلق بتطوير الأدوية ، يمكن أن توفر أنواع الخلايا مثل خلايا عضلة القلب وخلايا الكبد الناتجة عن خلايا hES مجموعات مثالية لعلم السموم التنبؤية. يمكن أن تكشف هذه الخلايا البشرية عن سمية بعض الأدوية التي قد لا يتم اكتشافها باستخدام المقايسات التقليدية التي تعتمد على نماذج حيوانية. تشمل المزايا الأخرى لهذه المقايسات المستندة إلى الخلايا الجذعية الجنينية (1) متطلبات مركب اختبار أقل بشكل ملحوظ من المقايسات في الجسم الحي ، مما يتيح الاستخدام المبكر في مرحلة اكتشاف الدواء ، مما يؤدي إلى تحديد الأولويات في وقت مبكر بين خيوط الدواء و (2) توافر الخلية السلالات ذات الأنماط الجينية المختلفة التي يمكن استخدامها لتحديد الاستجابات و / أو السميات الدوائية ذات الأهمية السريرية.

تقدم الخلايا الجذعية الجنينية العديد من الاستراتيجيات المختلفة لتطوير الأدوية التي يمكن استخدامها في الطب التجديدي ، أي إعادة النمو العلاجي و / أو إصلاح الخلايا التالفة. القوة الفريدة لنظام الخلايا الجذعية الجنينية هي القدرة على هندسة الخلايا الجذعية الجنينية لتمكين المرء من تحديد تأثير الأدوية بسهولة. تمت مناقشة هذه الاستراتيجية سابقًا في هذه المراجعة ، ويمكن استخدامها لتطبيقات اكتشاف الأدوية عن طريق إدخال جزيئات المراسل ، مثل GFP ، في الجينات التي تشير إلى تطور مجموعات سلفية معينة أو في الجينات المرتبطة بنضج الخلية ووظيفتها. يمكن استخدام هذه الاختبارات المخصصة لتحديد تلك المركبات التي تحفز نمو و / أو نضوج أنواع الخلايا ذات الأهمية. توفر هذه القدرة فرصة فريدة لتطوير فحوصات فحص صيدلانية من الدرجة التجارية ذات الصلة سريريًا لأنواع معينة من الخلايا البشرية التي لا يمكن إنتاجها بأي طريقة أخرى. مثال على هذا النهج هو تطوير خط الخلايا الجذعية الجنينية المصمم هندسيًا للتعبير عن المراسل المناسب في الجينات المرتبطة بتطور البنكرياس أو نضوج الخلايا β. يمكن للشاشات التي تحتوي على خطوط الخلايا الجذعية الجنينية أن تؤدي إلى تحديد الجزيئات التي تعزز نمو أسلاف معينة من البنكرياس أو تلك التي تعزز نضج خلايا بيتا المنتجة للأنسولين.

بالإضافة إلى الخلايا المعدلة وراثيًا ، لا يمكن لخطوط خلايا hES ذات الأنماط الجينية المميزة للأمراض الوراثية المختلفة أن توفر رؤى جديدة حول آليات عملية المرض فحسب ، بل توفر أيضًا أنظمة فحص قوية لتطوير الأدوية لعلاج تلك الأمراض. بالنظر إلى النجاحات التي تحققت في التمايز النوعي للخلايا الجذعية الجنينية في السنوات الأخيرة ، فإن هذه الأساليب تخضع بالفعل للتقييم الأولي. نظرًا لتحسين شروط التمايز بين خلايا hES ، يمكن دمج الشاشات المستندة إلى خلايا ES في منصات اكتشاف الأدوية للعديد من شركات التكنولوجيا الحيوية والأدوية.


شاهد الفيديو: طفل التوحد في الخارج (شهر فبراير 2023).