14.8: ембріональні стовбурові клітини

Last updated
Save as PDF

Page ID: 5690

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Інші сторінки описують:

властивості та потенційне терапевтичне застосування ембріональних (та інших типів) стовбурових клітин
як ембріональні стовбурові клітини миші можна використовувати для створення трансгенних мишей
як злиття диференційованої клітини від дорослої овець з енуклейованим яйцем овець може спричинити клон донора клітини («Доллі»)

Методи, що використовуються на ранніх етапах кожного процесу, були досягнуті з людськими клітинами.

Тринадцять років тому дослідницька група на чолі з Джеймсом Томсоном з Університету Вісконсіна повідомила (у випуску науки 6 листопада 1998 року), що вони змогли вирощувати людські ембріональні стовбурові (ES) клітини в культурі.

На момент імплантації ембріон ссавців - бластоциста. Він складається з

трофобласт — порожниста сфера клітин, яка буде йти на імплантацію в матку і розвиватися в плаценту і пуповину.
внутрішня клітинна маса (ICM), яка буде розвиватися у дитини, а також екстраембріональний амніон та жовтковий мішок.

Клітини внутрішньої клітинної маси вважаються плюрипотентними; тобто кожна здатна виробляти нащадків, що представляють всі сотні диференційованих типів клітин у новонародженої дитини, включаючи

ектодермальні клітини, такі як нейрони та шкіра (епітеліальні клітини)
мезодермальні клітини, такі як поперечно-смугаста мускулатура, гладкі м'язи, хрящі та кістки
ендодермальні клітини, такі як печінка та оболонка кишечника

Процес

Видаліть клітини трофобласта з бластоцисти людини (це були додаткові засоби, не потрібні для допоміжних репродуктивних технологій).
Відокремлюють клітини внутрішньої клітинної маси і культивують їх на пластині «фідерних» клітин (використовувалися мишачі фібробласти).
Виділяйте поодинокі клітини і вирощуйте їх як клони.
Перевірте клони.

Результати

Кожен успішний клон підтримував нормальний людський каріотип (на відміну від більшості культурних клітин людини — HelA клітин, наприклад).
Ці клітини мали високий рівень ферменту теломерази, який підтримує нормальну довжину хромосоми і характерний для клітин з необмеженим потенціалом ділення («безсмертних»).
При введенні SCID мишам ці клітини утворювали тератоми; пухлини, що містять суміш диференційованих типів клітин людини, включаючи клітини, характерні для
- ектодерми
- мезодерма
- ентодерма

Примітка

SCID = важкий комбінований імунодефіцит.
Мишам SCID не вистачає функціонуючої імунної системи (не мають ні Т-клітин, ні В-клітин), і тому вони не можуть відкидати чужорідні тканини. Деякі рідкісні спадкові захворювання людини також називаються SCID. Вони виробляють подібний фенотип, але включають різні молекулярні дефекти.

Ембріональні стовбурові клітини людини мають потенціал

навчають нас про процес ембріонального розвитку людини, її генетичному контролі і т.д.
забезпечити джерело заміщення клітин для відновлення пошкодженої тканини людини. Коли будуть виявлені належні сигнали, можна буде змусити ці клітини диференціюватися вздовж певного шляху, наприклад, сформувати бета-клітини, що секретують інсулін, острівців Лангерганса. Такі клітини можуть замінити втрачені або нефункціонуючі клітини у пацієнта людини (наприклад, з цукровим діабетом 1 типу).

Однак є проблеми, які ще належить вирішити, перш ніж ця надія може бути реалізована.

Виробництво ЕС-клітин людини вимагає руйнування бластоцисти, а це морально огидно для багатьох людей.
Клітинна замісна терапія краще була «специфічною для пацієнта»; тобто донорські клітини повинні бути генетично ідентичними реципієнту. В іншому випадку замінені клітини ризикують бути відторгнутими імунною системою господаря. [Посилання на обговорення «терапевтичного клонування» — метод, щоб уникнути цього.
ЕС-клітини є плюрипотентними і можуть диференціюватися небажаними способами при введенні в пацієнта.