به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، جنین زایی مستلزم هماهنگی منظم میان بافت‌های جنینی و خارج جنینی است. اگرچه تاکنون سلول‌های بنیادی با منشاء جنینی و خارج جنینی زیادی تولید شده اند، اما در شرایط کشت متفاوت رشد کرده اند، در همین راستا برای حل این ناهماهنگی، یک مطالعه جدید به رهبری بیولوژیست‌های مولکولی مرکز پزشکی UT Southwestern یک سیستم کشت جدید برای رشد سلول‌های بنیادی جنینی و خارج جنینی ارائه می‌کند که به طور بالقوه بینش‌های مهمی را در مورد پیدایش ناهنجاری‌های مادرزادی و اختلالات اولیه رشد ارائه می‌کند. گزارش این تیم بین‌المللی از محققانی از ایالات متحده، چین و ژاپن که در Cell منتشر شده است، روش‌های ایجاد یک سیستم کشت را تشریح می‌کند که برای اولین بار امکان مشتق‌سازی و کشت همزمان سلول‌های بنیادی را از بافت‌های جنینی و خارج از جنین می‌دهد.

فرایند جنین زایی پستانداران

ظهور شکل و عملکرد در طول جنین زایی پستانداران یک فرآیند پیچیده است که سطوح تنظیمی متعددی را در بر می‌گیرد. زیرا محورهای پایه ای طرح بدن در طول اولین روزهای رشد پس از لانه‌گزینی گذاشته می‌شود، بنابراین سلول‌های بنیادی جنینی متحمل شکستن تقارن می‌شوند و مشخص‌سازی دودمان را آغاز می‌کنند، این فرآیند همزمان با سازماندهی مجدد مورفولوژیکی جنین است که از اهمیت زیادی در شکل گیری مراحل اولیه تکوینی برخوردار است.

مزایای سیستم یکپارچه کشت سلول‌های بنیادی

 این یافته‌ها نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در سلول‌های بنیادی و زیست شناسی تکوینی از طریق توسعه یک سیستم یکپارچه کشت سلول‌های بنیادی است. استفاده از این سیستم جدید نه تنها درک ما را از تعامل بین سلول‌های جنینی و خارج جنینی در طول جنین زایی عمیق تر می‌کند، بلکه زمینه را نیز برای ایجاد مدل‌های دقیق‌تر رشد جنینی و بهبود پروتکل‌های تمایز سلول‌های بنیادی فراهم می‌کند. این مطالعه علاوه بر تشریح شرایط رشد یکپارچه جدید برای سلول‌های بنیادی جنینی و خارج جنینی، برهمکنش‌های حیاتی بین انواع مختلف سلول‌های جنینی و خارج جنینی، مانند مهار رشد سلول‌های پرتوان توسط سلول‌های آندودرم خارج جنینی را نشان می‌دهد و بر اهمیت ارتباط میان سلول به سلول تأکید می‌کند. -ارتباط سلولی در طول جنین زایی این مطالعه همچنین عوامل مشترک و منحصربه‌فرد را در تنظیم سلول‌های بنیادی آندودرم خارج جنینی در گونه‌های مختلف شناسایی می‌کند.

شناخت پیدایش ناهنجاری‌های مادرزادی و اختلالات اولیه رشد

دکتر وو عضو مرکز علوم و پزشکی بازساختی هامون و مرکز علوم زیست شناسی تولید مثل سیسیل اچ و آیدا گرین در UT Southwestern.خاطرنشان کرد: "این تحقیق بنیادی در زیست شناسی سلول‌های بنیادی پتانسیل ارائه بینش‌های مهمی را در مورد پیدایش ناهنجاری‌های مادرزادی و اختلالات اولیه رشد دارد. بینش‌های به دست آمده از این مطالعه زمینه را برای استراتژی‌های بالقوه پیشگیرانه و درمانی برای چنین شرایطی فراهم می‌کند." نویسنده اول، یولی وی، پروفسور کالج علوم زیستی دانشگاه کشاورزی در پکن، که دوره فوق دکتری خود را در سال 2022 در آزمایشگاه Wu در UT Southwestern به پایان رساند،گفت: «به طور کلی، توانایی تقلید از محیط‌های طبیعی جنینی در شرایط آزمایشگاهی می‌تواند به طور قابل‌توجهی مطالعه تکوین اولیه انسان و بیماری‌ها را پیش ببرد و به طور بالقوه منجر به درمان‌های جدید و استراتژی‌های پیشگیری شود.

تولید سلول‌های بنیادی جدید

یافته‌های جدید مبتنی بر کار قبلی آزمایشگاه وو است که به تولید سلول‌های بنیادی جدید برای مطالعات پایه و ترجمه کمک کرده است. محققان چندین نوع جدید از سلول‌های بنیادی پرتوان (PSCs) را با ویژگی‌های مولکولی و فنوتیپی متمایز از گونه‌های مختلف شناسایی کرده‌اند و کایمراهای بین گونه‌ای مشتق از PSC و یک سیستم تکمیلی بلاستوسیست برای تولید اندام‌ها و بافت‌ها تولید کرده‌اند. اخیراً، گروه دکتر وو استراتژی‌هایی را برای تولید مدل‌های جنین سلول‌های بنیادی برای مطالعه تکوین حوالی لانه گزینی در شرایط آزمایشگاهی توسعه داده اند. در مطالعه‌ای در سال 2021 که در سلول‌های بنیادی سلولی منتشر شد، آزمایشگاه وو روشی را ابداع کرد که می‌تواند یک حالت واسطه‌ای از سلول‌های بنیادی پرتوان را از بلاستوسیست‌های موش و اسب تولید کند. تحقیقات کنونی نشان داد که از شرایط کشت یکسانی می‌توان برای استخراج سلول‌های بنیادی جنینی و سلول‌های بنیادی خارج جنینی، مانند سلول‌های بنیادی تروفوبلاست و سلول‌های بنیادی آندودرم خارج جنینی، از بلاستوسیست‌های موش و پستانداران استفاده کرد.

مزایای مطالعه تعاملات بین بافت‌های جنینی و خارج جنینی

مطالعه جدید تحقیقات آزمایشگاه Wu را در مورد تعاملات بین بافت‌های جنینی و خارج جنینی در مراحل تکوینی اولیه پستانداران با استفاده از مدل‌های جنینی مبتنی بر سلول‌های بنیادی ادامه می‌دهد. کار قبلی با موفقیت مدل‌های سلول‌های بنیادی جنین‌های پستانداران اولیه، از جمله ساختارهای موش، گاو و انسان مانند بلاستوسیست (که بلاستوئید نامیده می‌شود) و همچنین ساختارهایی شبیه مرحله اطراف گاسترولاسیون انسان (به‌عنوان پری گسترولوئید انسانی) را توسعه داده است. یافته‌ها پتانسیل تأثیرگذاری بر رویکردهای تحقیقاتی و درمانی برای انواع بیماری‌ها و شرایط، به‌ویژه موارد مربوط به موارد زیر را دارند: اختلالات تکوینی: درک هماهنگی بین بافت‌های جنینی و خارج جنینی می‌تواند ناهنجاری‌های مادرزادی و اختلالات رشدی را که در مراحل اولیه جنین‌زایی رخ می‌دهند، روشن کند. ناهنجاری‌های جفت: بینش سلول‌های بنیادی تروفوبلاست که به تشکیل جفت کمک می‌کنند ممکن است درک اختلالات جفت مانند پره اکلامپسی یا جفت آکرتا را بهبود بخشد. پزشکی احیا کننده: توانایی کشت همزمان سلول‌های بنیادی جنینی و خارج جنینی ممکن است مهندسی بافت و توسعه ارگانوئیدها را افزایش دهد. این می‌تواند برای شرایطی که نیاز به بازسازی بافت دارند مفید باشد. تحقیقات سرطان: از آنجایی که برخی از سرطان‌ها شامل مسیرهای سیگنالی مشترک برای تنظیم سلول‌های بنیادی، مانند FGF، TGF-β، و WNT هستند، این تحقیق ممکن است به درک رشد تومور و متاستاز کمک کند. سلامت باروری: این مطالعه ممکن است با بهبود درک تکوین اولیه جنین و فرآیندهای لانه گزینی منجر به پیشرفت در درمان‌های باروری شود.

جنین زایی مستلزم هماهنگی بین بافت‌های جنینی و خارج جنینی است

در این مطالعه، با استفاده از یک شرایط کشت یکپارچه که مسیرهای FGF، TGF-β و WNT را فعال می‌کند، سلول‌های بنیادی جنینی (FTW-ESCs)، سلول‌های بنیادی آندودرم خارج جنینی (FTW-XENs) و سلول‌های بنیادی تروفوبلاست را با موفقیت استخراج کردیم. این رویکرد، کشت مشترک سلول‌های بنیادی جنینی و خارج جنینی را تسهیل می‌کند، و یک اثر بازدارندگی رشد را نشان می‌دهد که توسط سلول‌های آندودرم خارج جنینی تا حدی از طریق سیگنال‌دهی ماتریکس خارج سلولی روی سلول‌های پرتوان اعمال می‌شود،. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل متقابل گونه‌ای ما عوامل رونویسی مشترک و منحصربه‌فرد و مسیرهای تنظیم‌کننده FTW-XEN را شناسایی کرد. بنابراین استراتژی کشت مشترک سلول‌های بنیادی جنینی و خارج جنینی راه‌های امیدوارکننده‌ای را برای توسعه مدل‌های جنینی وفادارتر و ابداع پروتکل‌های تمایز مربوط به رشد ارائه می‌دهد.

پایان مطلب/.