Один фактор для получения ЭСК-подобных клеток из взрослых стволовых клеток
09.02.2009
2497
0
24970
Сравнительно простая процедура, разработанная ранее для получения из взрослых стволовых клеток клеток, по свойствам неотличимых от эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), стала еще проще. Шестого февраля 2009 года в авторитетном журнале Cell появилось сообщение о том, что нейрональные стволовые клетки, выделенные из мозга взрослых мышей, могут быть переведены в гораздо более примитивное состояние с помощью всего одного транскрипционного фактора.
Транскрипционные факторы – это белки и их гены, регулирующие активность экспрессии других генов. Не так давно стало известно, что внесение в дифференцированную клетку мыши четырех таких генов приводит к репрограммированию клетки в «индуцированную плюрипотентную клетку» (iPS-клетку), которая обладает генетическими и морфологическими характеристиками, неотличимыми от ЭСК. Позже было показано, что такая же процедура может быть проведена с фибробластами кожи человека.
Дальнейшие исследования показали, что количество генов, необходимых для репрограммирования, может быть сокращено до трех или даже двух ключевых факторов. Большинство работ в этом направлении проводилось научной группой Ганса Шолера (Hans Schoeler) из Института Молекулярной Биомедицины Макса Планка (Max Planck Institute for Molecular Biomedicine) в Германии. Теперь этой же группой показано, что для репрограммирования клеток достаточно всего одного фактора.
Открытие проливает свет на вопрос о том, что именно отличает эмбриональные стволовые клетки от всех остальных клеток организма. Возможно, в будущем эти знания также будут применены и в клинике, когда индуцированные плюрипотентные клетки будут разрешены для заместительной терапии при повреждениях и патологических процессах.
История этого открытия началась с того, что в 2006 году исследователи под руководством профессора Шиньи Яманаки (Shinya Yamanaka) показали, что клетки взрослого организма можно вернуть в примитивное «стволовое» состояние внесением в них с помощью ретровирусной трансфекции четырех генов: Oct4, Sox2, Klf4, и c-Myc. Недавно Шолер и его коллеги продемонстрировали, что для успешного репрограммирования взрослых нейрональных стволовых клеток достаточно только факторов Oct4 и Klf4.
В своей новой работе ученые отказались от фактора Klf4, показав, что основной фактор репрограммирования – Oct4, и его достаточно для получения iPS-клеток из взрослых стволовых клеток. Полученные клетки были названы «1F iPS-клетками». 1F iPS-клетки могут дифференцироваться в клетки всех трех зародышевых листков, которые впоследствии дают дифференцированные клетки тканей взрослого организма. Полученные ЭСК-подобные клетки дифференцируются в нервные, мышечные и половые клетки, а также формируют характерные для ЭСК опухоли – тератомы, состоящие из клеток-производных всех трех зародышевых листков, при инъекции под кожу мышам с иммунодефицитом. При инъекции в развивающийся мышиный эмбрион, 1F iPS-клетки участвуют в его развитии, включаясь в формирование всех органов. Также они способны образовывать первичные половые клетки, то есть теоретически могут передать свой генетический материал по наследству.
Результаты этой работы важны и с другой точки зрения: они показывают, что взрослые стволовые клетки могут стать плюрипотентными без c-Myc и Klf4, оба из которых являются потенциальными онкогенами, то есть могут привести нормальную клетку к злокачественной трансформации. Уменьшение числа необходимых для репрограммирования клетки факторов также очень важно, поскольку побочные эффекты внесения в клетку меньшего числа факторов также должны быть меньше, нежели в случае нескольких факторов.
В ближайшем будущем исследователи планируют выяснить, может ли Oct4 индуцировать репрограммирование в других типах стволовых клеток помимо нейрональных, а также, возможно ли его вносить в клетки, не прибегая к ретровирусной трансфекции, которая совершенно неприемлема с точки зрения клиницистов.
По материалам:
Cell Press
Транскрипционные факторы – это белки и их гены, регулирующие активность экспрессии других генов. Не так давно стало известно, что внесение в дифференцированную клетку мыши четырех таких генов приводит к репрограммированию клетки в «индуцированную плюрипотентную клетку» (iPS-клетку), которая обладает генетическими и морфологическими характеристиками, неотличимыми от ЭСК. Позже было показано, что такая же процедура может быть проведена с фибробластами кожи человека.
Дальнейшие исследования показали, что количество генов, необходимых для репрограммирования, может быть сокращено до трех или даже двух ключевых факторов. Большинство работ в этом направлении проводилось научной группой Ганса Шолера (Hans Schoeler) из Института Молекулярной Биомедицины Макса Планка (Max Planck Institute for Molecular Biomedicine) в Германии. Теперь этой же группой показано, что для репрограммирования клеток достаточно всего одного фактора.
Открытие проливает свет на вопрос о том, что именно отличает эмбриональные стволовые клетки от всех остальных клеток организма. Возможно, в будущем эти знания также будут применены и в клинике, когда индуцированные плюрипотентные клетки будут разрешены для заместительной терапии при повреждениях и патологических процессах.
История этого открытия началась с того, что в 2006 году исследователи под руководством профессора Шиньи Яманаки (Shinya Yamanaka) показали, что клетки взрослого организма можно вернуть в примитивное «стволовое» состояние внесением в них с помощью ретровирусной трансфекции четырех генов: Oct4, Sox2, Klf4, и c-Myc. Недавно Шолер и его коллеги продемонстрировали, что для успешного репрограммирования взрослых нейрональных стволовых клеток достаточно только факторов Oct4 и Klf4.
В своей новой работе ученые отказались от фактора Klf4, показав, что основной фактор репрограммирования – Oct4, и его достаточно для получения iPS-клеток из взрослых стволовых клеток. Полученные клетки были названы «1F iPS-клетками». 1F iPS-клетки могут дифференцироваться в клетки всех трех зародышевых листков, которые впоследствии дают дифференцированные клетки тканей взрослого организма. Полученные ЭСК-подобные клетки дифференцируются в нервные, мышечные и половые клетки, а также формируют характерные для ЭСК опухоли – тератомы, состоящие из клеток-производных всех трех зародышевых листков, при инъекции под кожу мышам с иммунодефицитом. При инъекции в развивающийся мышиный эмбрион, 1F iPS-клетки участвуют в его развитии, включаясь в формирование всех органов. Также они способны образовывать первичные половые клетки, то есть теоретически могут передать свой генетический материал по наследству.
Результаты этой работы важны и с другой точки зрения: они показывают, что взрослые стволовые клетки могут стать плюрипотентными без c-Myc и Klf4, оба из которых являются потенциальными онкогенами, то есть могут привести нормальную клетку к злокачественной трансформации. Уменьшение числа необходимых для репрограммирования клетки факторов также очень важно, поскольку побочные эффекты внесения в клетку меньшего числа факторов также должны быть меньше, нежели в случае нескольких факторов.
В ближайшем будущем исследователи планируют выяснить, может ли Oct4 индуцировать репрограммирование в других типах стволовых клеток помимо нейрональных, а также, возможно ли его вносить в клетки, не прибегая к ретровирусной трансфекции, которая совершенно неприемлема с точки зрения клиницистов.
По материалам:
Cell Press
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
