تولید سلول های خون ساز اتولوگ از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی از طریق بیان نابجای فاکتورهای رونویسی
تاریخ انتشار: شنبه 26 فروردین 1396
| امتیاز:
هدف از مطالعه:
پیوند سلول های خون ساز(HCT) یک مدالیته درمانی موفقیت آمیز برای بیماران مبتلا به اختلالات بدخیم و غیر بدخیم است که معمولا برای آن ها گزینه درمانی دیگری در دسترس نیست. سلول های حمایت کننده بازسازی طولانی مدت بعد از پیوند سلول های خون ساز، سلول های بنیادی خون ساز(HSCs) هستند که تعدادشان محدود است. علاوه براین یافتن یک اهدا کننده مناسب و مطابق از نظر آنتی ژن لوکوسیت انسانی(HLA) می توان مشکل ساز باشد. اگر سلول های بنیادی خون ساز به طور دائم در مقادیر وسیع از منایع سلولی اتولوگ و آلوژن تولید شوند، می توانند برای پیوند سلول های خون ساز مفید باشند. سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) ایجاد شده از سلول های سوماتیک خود بیماران می توانند در شرایط آزمایشگاهی به سلول های خون ساز تمایز یابند. این مطالعه مروری، روش های اخیر برای تولید سلول های خون ساز و سلول های خونی بالغ تر از iPSCهای انسانی را تاکید می کند.
یافته های اخیر:
پیشرفت ها در تنظیم بواسطه فاکتور رونویسی مربوط به مراحل تکوینی متعهد شدن رده ای خون ساز در in vivo، دانسته هایی را در مکانیسم مولکولی خون سازی ارائه کرده است. چنین مطالعاتی نه تنها شامل تمایز مستقیم هستند که در آن ها فاکتورهای رونویسی که به طور خاص در سلول های خاص رده خون ساز بیان می شوند، در سلول های iPS بیان می شوند، بلکه تبدیل مستقیمی که به موجب آن فاکتورهای رونویسی به سلول های سوماتیک مشتق از بیماران که به سلول های خون ساز تمایز زدایی شده اند، وارد می شوند نیز شامل می شود. از آن جایی که iPSCها از بیمارانی که از یک بیماری جهش یافته ژنتیکی رنج می برند مشتق می شوند، اطلاعات ژنتیکی جهش یافته مشابهی را بیان می کنند، ویرایش ژن CRISPR-Cas9 برای تمایز ژنتیکی iPSCها به سلول های خون ساز طبیعی استفاده شده است.
خلاصه:
سلول های iPS مدلی را برای درک مولکولی بیماری ارده می دهند و هم چنین ممکن است به عنوان جمعیت سلولی برای درمان عمل کنند. تمایز موثر iPSCهای خاص بیماران به سلول های بنیادی خونساز و سلول های پیش ساز یک وسیله بالقوه برای فائق آمدن بر محدودیت های چنین سلول هایی برای پیوند سلول های خونساز و هم چنین برای ارائه الگوهای آزمایشگاهی غربالگری های دارویی به عنوان مدل های بافت روی تراشه(tissue on a chip) است.
Curr Opin Hematol. 2017 Apr 5. doi: 10.1097/MOH.0000000000000343. [Epub ahead of print]
Generating autologous hematopoietic cells from human-induced pluripotent stem cells through ectopic expression of transcription factors.
Hwang Y1, Broxmeyer HE, Lee MR.
Abstract
PURPOSE OF REVIEW:
Hematopoietic cell transplantation (HCT) is a successful treatment modality for patients with malignant and nonmalignant disorders, usually when no other treatment option is available. The cells supporting long-term reconstitution after HCT are the hematopoietic stem cells (HSCs), which can be limited in numbers. Moreover, finding an appropriate human leukocyte antigen-matched donor can be problematic. If HSCs can be stably produced in large numbers from autologous or allogeneic cell sources, it would benefit HCT. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) established from patients' own somatic cells can be differentiated into hematopoietic cells in vitro. This review will highlight recent methods for regulating human (h) iPSC production of HSCs and more mature blood cells.
RECENT FINDINGS:
Advancements in transcription factor-mediated regulation of the developmental stages of in-vivo hematopoietic lineage commitment have begun to provide an understanding of the molecular mechanism of hematopoiesis. Such studies involve not only directed differentiation in which transcription factors, specifically expressed in hematopoietic lineage-specific cells, are overexpressed in iPSCs, but also direct conversion in which transcription factors are introduced into patient-derived somatic cells which are dedifferentiated to hematopoietic cells. As iPSCs derived from patients suffering from genetically mutated diseases would express the same mutated genetic information, CRISPR-Cas9 gene editing has been utilized to differentiate genetically corrected iPSCs into normal hematopoietic cells.
SUMMARY:
IPSCs provide a model for molecular understanding of disease, and also may function as a cell population for therapy. Efficient differentiation of patient-specific iPSCs into HSCs and progenitor cells is a potential means to overcome limitations of such cells for HCT, as well as for providing in-vitro drug screening templates as tissue-on-a-chip models.
PMID: 28383341