به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، الگودهی اولیه سلول‌های تاج عصبی (NCCs) یا همان سلول‌های پرتوان جنینی در پریموردیوم جمجمه-صورتی برای تکوین بعدی ساختارهای جمجمه-صورتی مناسب حیوانات ضروری هستند. با این حال، به دلیل پیچیدگی محیط بافت‌های در حال تکوین، بررسی مشخصات اولیه و الگوی NCCها دشوار است. در همین راستا محققان توده‌های غنی از سلول‌های تاج عصبی را از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی تولید کرده‌اند و روشی را برای تمایز آن‌ها در جمعیت‌های سلولی با الگوی بیان ژنی مانند قوس شاخه‌ای ایجاد کرده‌اند.

مکانیسم‌های سلولی درگیر در ایجاد بافت‌های صورت

بافت‌های صورت برای بقای حیوانات ضروری هستند. از این رو، مکانیسم‌های سلولی درگیر در شکل گیری صورت در طول تکامل مهم هستند. جمعیت سلولی مشتق شده از اکتودرم به نام سلول‌های تاج عصبی (NCCs) در بیشتر ساختارهای آن نقش دارند. NCC ها جمعیت‌های سلولی گذرا هستند که از مرز صفحه عصبی (NPB) به وجود می‌آیند. آنها از منشاء پشتی خود به پریموردیوم جمجمه و صورت شکمی مهاجرت می‌کنند و به غضروف، استخوان‌ها و بافت‌های همبند کمک می‌کنند. پریموردیوم صورت به سه قسمت تقسیم می‌شود، برجستگی پیش بینی، قوس فک بالا (MX) و قوس فک پایین (MN)، که قسمت‌های مشخصی از صورت را ایجاد می‌کند. همانطور که به طور گسترده در MN مورد مطالعه قرار گرفت، NCC ها بیشتر در چندین حوزه الگوبرداری می‌شوند که با بیان ژن‌های خاص در primordium مشخص می‌شود. رویدادهای الگوبرداری گام به گام در مرحله اولیه برای تکوین مناسب صورت مهم هستند. با این حال، فرآیندهای سلولی اساسی هنوز به طور کامل شناخته نشده اند. تصور می‌شود سیگنال‌های محیطی که NCC ها در آنها مهاجرت می‌کنند، تعیین کننده‌های قوی سرنوشت آنها باشند. با این حال، یک مطالعه اخیر نشان داد که حرکات NCCهای پس از مهاجرت در قوس فک پایین در تعیین سرنوشت سلولی از طریق انشعاب‌های سرنوشت متوالی نقش دارند. این مطالعه نشان می‌دهد که الگوبرداری در مراحل اولیه NCC فرآیندی پیچیده‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد است. با توجه به محدودیت‌های فنی و پیچیدگی محیط در بافت‌های در حال تکوین، برخی از مشکلات در مطالعه چنین فرآیندهای اولیه در داخل بدن وجود دارد. بنابراین، هدف ما ایجاد یک مدل در شرایط آزمایشگاهی است که این فرآیندهای اولیه را در طول تکوین صورت خلاصه می‌کند.

سلول‌های تاج عصبی

مادر طبیعت یک هنرمند است، اما هنر او در خلق چهره حیوانات به چیزی بیش از یک قلم مو و پالت نیاز دارد. چنین اشکال بسیار پیچیده ای از سلول‌های تاج عصبی نشات می‌گیرند. این سلول‌های پرتوان جنینی در پریموردیوم صورت - شکل اولیه تکوینی صورت - ممکن است برای تشکیل ساختارهای مناسب صورت ضروری باشند. با این حال، تجزیه و تحلیل مکانیسم‌های مولکولی در چنین مراحل اولیه توسعه، چالش‌های فنی زیادی را به همراه دارد.

تولیدغنی سلول‌های تاج عصبی از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی

اکنون، گروهی از محققان دانشگاه کیوتو، توده‌های غنی از سلول‌های تاج عصبی را از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی تولید کرده‌اند و روشی را برای تمایز آن‌ها در جمعیت‌های سلولی با الگوی بیان ژن قوسی‌مانند توسعه داده‌اند. Yusuke Seto از موسسه تحقیقات پزشکی و بیولوژیکی کیوتو توضیح می‌دهد: «پس از اینکه جمعیت‌های سلولی در پاسخ به عوامل سیگنال‌دهنده خارجی به پیش‌سازهای سلول‌های فک بالا و فک پایین تمایز می‌یابند، این جمعیت‌ها به‌طور خود به خود الگوهایی از پریموردیوم صورت را تشکیل می‌دهند. این ساختار غضروف مانند، که یادآور غضروف مکل است، به صورت موضعی در داخل سنگدانه‌ها تشکیل می‌شود.

بررسی ایجاد تفاوت‌های بین گونه ای و فردی

Ryoma Ogihara، همچنین از مؤسسه می‌افزاید: «هدف ما ایجاد مدلی برای مطالعه تکوین اولیه صورت با استفاده از خواص سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی برای تولید بافت آزمایشگاهی شبیه قوس برونش صورت اولیه است». محققان در حال بررسی فرآیندهای مختلف تکوینی هستند که باعث ایجاد تفاوت‌های بین گونه ای و فردی در ساختار صورت می‌شوند تا شرایطی مانند اختلالات جمجمه-صورتی را توضیح دهند.

یافته‌های این مطالعه

در این مطالعه، ما روشی را برای القای تعداد زیادی سلول شبه NCC در یک کشت شناور از دانه‌های مشتق شده از hPSC بدون مواد افزودنی ایجاد کردیم. القای NCC به سیگنال‌های ذاتی WNT/BMP بستگی دارد. این سلول‌های NCC مانند از حالت NPB مانند تولید شدند و ژن‌های مربوط به انتقال اپیتلیال-مزانشیمی (EMT) را در طول تمایز بیان کردند، که نشان می‌دهد آنها فرآیندهای تکوینی طبیعی را دنبال می‌کنند.

تکوین مواد سلولی برای پزشکی احیا کننده

استفاده از مدل آزمایشگاهی ما می تواند به ما کمک کند تا یکپارچگی سیگنال را در طول تعیین سرنوشت قوس شاخه ای و تشکیل غضروف در صورت و جاهای دیگر درک و کنترل کنیم. امیدواریم فناوری ما بتواند به تکوین مواد سلولی برای پزشکی احیا کننده جدید کمک کند.

پایان مطلب/.