Ng mga human embryonic stem cells, ang retina ay lumago

Ang mga stem cell ng tao ay spontaneously bumuo ng isang tissue na develops sa retina - na tissue ng mata na nagbibigay-daan sa amin upang makita. Iniulat sa isang artikulo na inilathala sa journal Cell Stem Cell. Sa hinaharap, ang paglipat ng naturang tatlong-dimensional na tisyu ay maaaring makatulong sa mga pasyente na may kapansanan sa paningin.

"Ito ay isang mahalagang milestone sa bagong yugto ng pag-unlad ng nagbabagong-buhay gamot", - nagkomento ang mga resulta ng pagsisiyasat ng kanyang ulo direktor ng grupo organogenesis at neurogenesis Professor Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, mula sa Center para sa Developmental Biology, RIKEN Research Institute (RIKEN Center para sa Developmental Biology ), Japan. "Ang aming diskarte ay nagbubukas ng mga bagong prospect sa paggamit ng mga komplikadong tisyu na nagmula sa mga stem cell ng tao para sa paggamot, pati na rin para sa medikal na pananaliksik na may kaugnayan sa pathogenesis at pag-unlad ng mga bawal na gamot."

Sa proseso ng pagpapaunlad, ang retina ay isang potosensitibong tisyu na lining sa panloob na ibabaw ng mata - nabuo ito mula sa istraktura na kilala bilang salamin o salamin sa mata. Ang bagong mga Hapon mananaliksik nagtatrabaho structure na ito ay spontaneously nabuo mula sa human embryonic cell stem (human embryonic stem cell, hESCs) - cells nakuha mula sa human embryo, na may potensyal na pagkakaiba sa iba't-ibang tisiyu. Ito ay naging posible sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng paglilinang ng cell, na sinulit ng Propesor Sasai at ng kanyang grupo.

Ang mga selula na nagmula sa hesc ay nakaayos sa tamang tatlong-dimensional na istraktura na may dalawang layers ng tasa ng mata, ang isa ay naglalaman ng isang malaking bilang ng mga potosensitibo na selula - photoreceptor. Dahil ang pagkabulok ng retina ay pangunahing resulta ng pinsala sa mga photoreceptor, ang tissue ng hescs na nakuha mula sa kanila ay maaaring maging isang mainam na materyal para sa paglipat.

Ang pag-aaral ng mga Hapon na siyentipiko ay hindi lamang nagbubukas ng karagdagang mga prospect para sa paggamit ng stem cell sa regenerative medicine, ngunit, walang alinlangan, ay mapabilis ang pag-unlad ng naturang larangan ng natural na agham bilang biological na pag-unlad. Sa kurso ng mga eksperimento, ang mga mananaliksik ay kumbinsido na ang salamin ng mata, na nabuo mula sa mga human embryonic stem cell, ay mas makapal kaysa sa lumaki mula sa mga embryonic cell stem ng mouse. Bilang karagdagan, ito ay naglalaman ng parehong mga rods at cones, habang sa mouse ESCs, pagkita ng kaibhan sa cones ay bihirang. Nangangahulugan ito na ang mga embryonic cell ay nagdadala ng mga espesipikong espesipikong espesipikong tagubilin para sa paglikha ng istraktura ng mata.

"Ang aming pananaliksik ay nagbubukas ng paraan upang maunawaan ang mga kakaibang katangian ng pag-unlad ng mata, tiyak para sa isang tao, ang pag-aaral nito ay dati nang imposible," tiyaking ang Propesor Sasai.

Hindi ito ang unang pangunahing tagumpay ng grupo ni Professor Sasai. Sa pagtatapos ng nakaraang taon, ang mga siyentipiko ay lumago mula sa mga selula ng embryonic cell stem ng isang functional anterior na bahagi ng pitiyuwitari (adenohypophysis), na binubuo ng maraming iba't ibang uri ng mga cell na gumagawa ng hormone. Isang artikulo sa mga resulta ng gawaing ito Ang pagbuo ng self-functional adenohypophysis sa tatlong-dimensional na kultura ay na-publish sa journal Nature.

Ang pituitary gland ay isang maliit na endocrine gland sa base ng utak, na gumagawa ng ilang mahalagang hormones. Ito ay lalong mahalaga sa panahon ng maagang pagpapaunlad, at ang kakayahan na tularan ang kanyang pag-aaral sa laboratoryo ay tutulong sa mga siyentipiko na mas mahusay na maunawaan ang embryogenesis. Ang mga karamdaman sa pituitary gland ay nauugnay sa mga sakit sa paglago, tulad ng gigantism, at mga problema sa paningin, kabilang ang pagkabulag.

Ang eksperimentong ito ay hindi magiging posible kung walang three-dimensional na kultura ng cell. Ang pituitary gland ay isang hiwalay na organ, ngunit para sa pag-unlad nito, ang mga signal ng kemikal ay kailangan mula sa rehiyon ng utak na matatagpuan nang direkta sa itaas nito - ang hypothalamus. Sa isang kulturang tatlong-dimensional, ang mga siyentipiko ay maaaring sabay-sabay na lumalaki nang malapit sa bawat isa sa dalawang uri ng tisyu, na nagreresulta sa dalawang linggo ng mga selulang stem na itinatag sa pituitary gland.

Ang fluorescent staining ay nagpakita na ang lumago pituitary tissue ay nagpapahayag ng mga kaukulang biomarker at secretes na tipikal para sa mga anterior pituitary gland hormones. Ang mga mananaliksik ay nagpatuloy at sinubukan ang pag-andar ng mga organo na isinama sa kanila, na pinalitan sila ng mga daga na pinagkaitan ng pituitary gland. Ang mga eksperimento ay nagtapos sa tagumpay: ang bioengineered pitiyuwitari glandula ibalik ang mga antas ng glucocorticoid hormones sa dugo ng mga hayop at eliminated na mga sintomas ng pag-uugali tulad ng pag-aantok. Ang estado ng mga daga na may mga implanted stem cell na istraktura na hindi nalantad sa kinakailangang mga salik na nagpapahiwatig at sa gayon ay hindi naging isang functional na pitiyuwitari ay hindi nagpapabuti.

Plano ng Propesor Sasai at ng kanyang mga kasamahan na ulitin ang eksperimento sa mga selulang stem ng tao at, sa kanilang opinyon, ang gawaing ito ay kukuha ng hindi bababa sa tatlong taon.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]