مبانی زیست شناسی سلول های بنیادی برای کاربرد در مغز
تاریخ انتشار: جمعه 26 خرداد 1396
| امتیاز:
تکنولوژی سلول های بنیادی می تواند به ما اجازه دهد که انواع سلول های عصبی انسانی را در خارج از بدن تولید کنیم، اما سلول های بنیادی دقیقا چه چیزی هستند و چه چالش هایی در استفاده از آن ها وجود دارد؟ سلول های بنیادی نوعی سلول هستند که ظرفیت خود نوزایی برای تولید سلول های بنیادی دیگر بوسیله تقسیم میتوز و هم چنین تمایز به سایر انواع سلول ها(بالغ تر) را دارند. سلول های بنیادی معمولا به چند توان (که قادرند به چندین نوع سلول در یک رده تمایز یابند)، پرتوان(آن هایی که قادرند به همه انواع سلول ها در فرد بالغ تبدیل شوند) و همه توان(که قادرند به همه رده های جنینی و بالغ تبدیل شوند). سلول های بنیادی بالغ چند توان در سراسر بدن یافت می شوند و شامل سلول های بنیادی عصبی نیز می باشند. چالش در استفاده از سلول های بنیادی بالغ برای تحقیقات بیماری، بدست آوردن سلول هایی است که از نظر ژنتیکی با مردم مبتلا به فنوتیپ بیماری مطابق باشد و قادر به تمایز آن ها به انواع سلول های مناسب و مد نظر می شود. از آن جایی که سلول های بنیادی عصبی در مغز قرار دارند، جداسازی آن ها نیازمند روش های بسیار تهاجمی و خطرناک است. برعکس، سلول های بنیادی پرتوان به دلیل پارادایم تغییر کار روی بازبرنامه ریزی مستقیم فیبروبلاست های پوست انسانی به سلول های بنیادی پرتوان القایی براحتی بدست می آیند. این کار ما را قادر به تولید نورون هایی می سازد که از نظر ژنتیکی با بیماران مطابق هستند. در حالی که ما قادر به جداسازی سلول های بنیادی پرتوان از بیماران با روشی با کمترین میزان تهاجم هستیم، هنوز به طور کامل در نیافته ایم که چگونه این سلول ها را به بسیاری از سرنوشت های نورواندوکرینی مهم از نظر پزشکی هدایت کنیم. پیشرفت در این مسیر در چندین جبهه ادامه دارد و شامل استفاده از ریز مولکول ها و پروتئین هایی است که سیگنال های مهم از نظر تکوینی را تقلید می کند و هم چنین بر مبنای پیشرفت در بازبرنامه ریزی بنا نهاده شده است که به طور مستقیم یک نوع سلول را با بیان اجباری مجموعه ای از فاکتورهای رونویسی به نوع دیگری تبدیل می کند. یک چالش دیگر شامل فراهم کردن محیطی مناسب برای این سلول ها به منظور القای رفتار طبیعی آن ها در خار ج از بدن است. برخلاف این چالش ها، امیدواری در تولید انواع سلول های اندوکرین انسانی در آزمایشگاه فرصتی را برای دیدگاه های منحصربفرد ایجاد می کند و بنابراین ارزشمند است.
Basics of Stem Cell Biology as Applied to the Brain.
Stem Cells in Neuroendocrinology [Internet]. Cham (CH): Springer; 2016.
2016 Jul 27.
Stem cell technology can allow us to produce human neuronal cell types outside the body, but what exactly are stem cells, and what challenges are associated with their use? Stem cells are a kind of cell that has the capacity to self-renew to produce additional stem cells by mitosis, and also to differentiate into other—more mature—cell types. Stem cells are usually categorized as multipotent (able to give rise to multiple cells within a lineage), pluripotent (able to give rise to all cell types in an adult) and totipotent (able to give rise to all embryonic and adult lineages). Multipotent adult stem cells are found throughout the body, and they include neural stem cells. The challenge in utilizing adult stem cells for disease research is obtaining cells that are genetically matched to people with disease phenotypes, and being able to differentiate them into the appropriate cell types of interest. As adult neural stem cells reside in the brain, their isolation would require considerably invasive and dangerous procedures. In contrast, pluripotent stem cells are easy to obtain, due to the paradigm-shifting work on direct reprogramming of human skin fibroblasts into induced pluripotent stem cells. This work has enabled us to produce neurons that are genetically matched to individual patients. While we are able to isolate pluripotent stem cells from patients in a minimally invasive manner, we do not yet fully understand how to direct these cells to many of the medically important neuroendocrine fates. Progress in this direction continues to be made, on multiple fronts, and it involves using small molecules and proteins to mimic developmentally important signals, as well as building on advances in “reprogramming” to directly convert one cell type into another by forced expression of sets of transcription factors. An additional challenge involves providing these cells with the appropriate environment to induce their normal behavior outside the body. Despite these challenges, the promise of producing human neuroendocrine cell types in vitro gives opportunities for unique insights and is therefore worthwhile.
PMID: 28590705