Нервные клетки получены из клеток соединительной ткани
31.05.2011
1458
0
14580
Овладение методами трансдифференцировки клеток соединительной ткани человека в нервные клетки позволит ученым приблизиться к созданию моделей заболеваний нервной системы и, возможно, к регенеративной (восстановительной) терапии, основанной на клеточной трансплантации.
Результаты исследований, опубликованные в журнале Nature, представляют собой последние данные в области трансдифференцировки, или искусственного изменения природы клетки. За последние годы разным ученым уже удавалось превращать клетки соединительной ткани в кардиомиоциты [1], клетки крови [2] и гепатоциты [3] методом клеточного репрограммирования.
Трансдифференцировка представляет собой альтернативу клеточному репрограммированию, проходящему в 2 этапа: на первом происходит возвращение зрелых клеток в «эмбриональное» состояние и получение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (способных дифференцироваться в любой тип клеток), которые далее (на втором этапе) дают начало определенному интересующему типу клеток, например, нейронам. По словам руководителя исследования Мариуса Вернига (Marius Wernig), ученого из Стэндфордского Университета (Stanford University, США), пропуск этапа плюрипотентности позволит избежать многих проблем, связанных с дифференцировкой индуцированных плюрипотентных столовых клеток (иПСК), а также значительно сократить время работы.
В прошлом году исследовательская группа Вернига уже взволновала научное сообщество, опубликовав результаты исследований по трансдифференцировке фибробластов, полученных из хвоста мыши, в нейроны [5]. Для проведения трансдифференцировки потребовалась искусственная доставка в клетки хвоста мыши трех чужеродных генов с помощью вирусной векторной системы. «Мы решили, что, раз все получилось на мыши, то не будет никаких проблем с воспроизведением результатов на человеке, но мы ошибались», - говорит Верниг.
При трансдифференцировке фибробластов (клеток соединительной ткани) человека в нейроны (с помощью искусственной доставки в фибробласты этих же трех генов) получившиеся в результате клетки выглядели, как нейроны, но были не способны к передаче нервных импульсов. Методом проб и ошибок ученым удалось выявить еще один ген, который необходимо доставить в фибробласты человека для успешной трансдифференцировки их в нейроны. После нескольких недель культивирования многие нейроны стали отвечать на электрические импульсы, а еще через некоторое время начали образовывать специализированные контакты - синапсы.
«Еще есть над чем работать, - говорит Верниг, - Только 2-4% фибробластов трансдиффиренцировалось в нейроны, в то время как у мышей этот показатель составил 8%. Кроме того, нейроны взаимодействовали друг с другом только посредством одного нейромедиатора - глутамата, что ограничивает использование этих клеток для исследования таких заболеваний, как болезнь Паркинсона, характеризующихся проблемами коммуникации нейронов с помощью глутамата».
Научная группа Вернига в настоящее время работает над созданием нейронов, взаимодействующих друг с другом посредством других химических соединений.
«Нейроны, полученные с помощью трансдифференцировки, имеют ряд достоинств по сравнению с нервными клетками, дифференцированными из иПСК, - говорит Эван Шнайдер (Evan Snyder), клеточный биолог из Института Медицинских Исследований Бернема (Sanford Burnham Medical Research Institute, США), - Помимо того, что их проще получать, при трансплантации в организм они с меньшей вероятностью могут образовывать опухоли».
«С другой стороны, признаки неправильной работы клеток, ведущей к развитию заболевания, появляются лишь тогда, когда клетка развивается естественным путем: из плюрипотентной стволовой клетки в дифференцированный нейрон, - говорит Шнайдер, - Принудительно получая из фибробласта нейрон, минуя стадию плюрипотентности, ученые могут упустить причины заболевания».
«Как трансдифференцировку, так и клеточное репрограммирование следует продолжать активно изучать, так как никогда не знаешь, в каких случаях и для каких приложений один или другой метод будет более подходящим», - заключает Верниг.
Нейроны человека трансдифференцируются из фибробластов.
Оригинальный текст: Ewen Callaway
По материалам:
NatureNews
Литература:
1. Pang, Z. P. et al. Nature advance online publication doi:10.1038/nature10202 (2011).
2. Ieda, M. et al. Cell 142, 375-386 (2010).
3. Szabo, E. et al. Nature 468, 521-526 (2010).
4. Huang, P. et al. Nature advance online publication doi:10.1038/nature10116 (2011).
5. Vierbuchen, T. et al. Nature 463, 1035-1041 (2010).
Результаты исследований, опубликованные в журнале Nature, представляют собой последние данные в области трансдифференцировки, или искусственного изменения природы клетки. За последние годы разным ученым уже удавалось превращать клетки соединительной ткани в кардиомиоциты [1], клетки крови [2] и гепатоциты [3] методом клеточного репрограммирования.
Трансдифференцировка представляет собой альтернативу клеточному репрограммированию, проходящему в 2 этапа: на первом происходит возвращение зрелых клеток в «эмбриональное» состояние и получение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (способных дифференцироваться в любой тип клеток), которые далее (на втором этапе) дают начало определенному интересующему типу клеток, например, нейронам. По словам руководителя исследования Мариуса Вернига (Marius Wernig), ученого из Стэндфордского Университета (Stanford University, США), пропуск этапа плюрипотентности позволит избежать многих проблем, связанных с дифференцировкой индуцированных плюрипотентных столовых клеток (иПСК), а также значительно сократить время работы.
В прошлом году исследовательская группа Вернига уже взволновала научное сообщество, опубликовав результаты исследований по трансдифференцировке фибробластов, полученных из хвоста мыши, в нейроны [5]. Для проведения трансдифференцировки потребовалась искусственная доставка в клетки хвоста мыши трех чужеродных генов с помощью вирусной векторной системы. «Мы решили, что, раз все получилось на мыши, то не будет никаких проблем с воспроизведением результатов на человеке, но мы ошибались», - говорит Верниг.
При трансдифференцировке фибробластов (клеток соединительной ткани) человека в нейроны (с помощью искусственной доставки в фибробласты этих же трех генов) получившиеся в результате клетки выглядели, как нейроны, но были не способны к передаче нервных импульсов. Методом проб и ошибок ученым удалось выявить еще один ген, который необходимо доставить в фибробласты человека для успешной трансдифференцировки их в нейроны. После нескольких недель культивирования многие нейроны стали отвечать на электрические импульсы, а еще через некоторое время начали образовывать специализированные контакты - синапсы.
«Еще есть над чем работать, - говорит Верниг, - Только 2-4% фибробластов трансдиффиренцировалось в нейроны, в то время как у мышей этот показатель составил 8%. Кроме того, нейроны взаимодействовали друг с другом только посредством одного нейромедиатора - глутамата, что ограничивает использование этих клеток для исследования таких заболеваний, как болезнь Паркинсона, характеризующихся проблемами коммуникации нейронов с помощью глутамата».
Научная группа Вернига в настоящее время работает над созданием нейронов, взаимодействующих друг с другом посредством других химических соединений.
«Нейроны, полученные с помощью трансдифференцировки, имеют ряд достоинств по сравнению с нервными клетками, дифференцированными из иПСК, - говорит Эван Шнайдер (Evan Snyder), клеточный биолог из Института Медицинских Исследований Бернема (Sanford Burnham Medical Research Institute, США), - Помимо того, что их проще получать, при трансплантации в организм они с меньшей вероятностью могут образовывать опухоли».
«С другой стороны, признаки неправильной работы клеток, ведущей к развитию заболевания, появляются лишь тогда, когда клетка развивается естественным путем: из плюрипотентной стволовой клетки в дифференцированный нейрон, - говорит Шнайдер, - Принудительно получая из фибробласта нейрон, минуя стадию плюрипотентности, ученые могут упустить причины заболевания».
«Как трансдифференцировку, так и клеточное репрограммирование следует продолжать активно изучать, так как никогда не знаешь, в каких случаях и для каких приложений один или другой метод будет более подходящим», - заключает Верниг.
Нейроны человека трансдифференцируются из фибробластов.
Оригинальный текст: Ewen Callaway
По материалам:
NatureNews
Литература:
1. Pang, Z. P. et al. Nature advance online publication doi:10.1038/nature10202 (2011).
2. Ieda, M. et al. Cell 142, 375-386 (2010).
3. Szabo, E. et al. Nature 468, 521-526 (2010).
4. Huang, P. et al. Nature advance online publication doi:10.1038/nature10116 (2011).
5. Vierbuchen, T. et al. Nature 463, 1035-1041 (2010).
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
