стволови клетки

Микрография на човешки ембрионални стволови клетки

Стволови клетки - недиференцирани (незрели) клетки. на разположение в много видове многоклетъчни организми. Стволовите клетки са способни да самостоятелно подновяване и образуват нови стволови клетки се разделят чрез митоза и се диференцират в специализирани клетки, които се трансформират в клетки на различни органи и тъкани.

Развитието на многоклетъчни организми започва с една стволова клетка, която обаче никой не име, но се нарича зигота. В резултат на множество разделителни и процеса диференциация бримки, образувани всички видове клетки, специфични за вида. В човешкото тяло тези видове клетки повече от 220. стволови клетки остават и функция в организма на възрастен, благодарение на тях могат да се извършват ремонт и възстановяване на тъкани и органи. Въпреки това, в процеса на стареене на техния брой намалява.

В съвременната медицина, човешки стволови клетки се трансплантират. т.е. трансплантирани за терапевтични цели. Например, трансплантация на хемопоетични стволови клетки се извършва за възстановяване на процеса на хематопоетични (хемопоезата) за лечение на левкемии и лимфоми.

историческа информация

Всички стволови клетки притежават два основни свойства:

Самообновяване, което означава, че способността да се поддържа постоянна фенотип след делене (без диференциация).
Ефикасност (диференциране потенциал), или възможността за производство на потомство под формата на специализирани клетъчни видове.

самообновяване

Има два механизма, които поддържат популацията на стволови клетки в организма:

Асиметрично разделяне, при който произвежда същия двойката клетки (един стволови клетки и една диференцирана клетка).
Стохастична разделение: една стволова клетка се разделя на две по-специализирани.

разграничаване потенциал

Разнообразяване на потенциал, или активност, на стволови клетки - способността да произвежда редица различни клетъчни видове. В съответствие с мощността стволови клетки са разделени на следните групи:

Oligopotentnye клетки могат да се диференцират само в някои подобни свойства, клетъчни типове. Те включват, например, да включва клетки с лимфоиден и миелоиден серия участва в процеса на хематопоеза.
Unipotent клетки (клетки предшественици, доменните клетки) - незрели клетки, които, строго погледнато, вече не са на стъблото, така че те могат да произвеждат само един вид клетка. Те са в състояние да възпроизведе многократно, което ги прави по-дългосрочен източник на клетки от един определен вид и разграничени от не-стебло. Въпреки това, тяхната способност да се възпроизвеждат е ограничен до определен брой дивизии, които също ги отличава от истинските стволови клетки. За клетки предшественици включват, например, някои от miosatellitotsitov. участва в образуването и скелетни мускулни тъкани.

класификация

Стволовите клетки могат да бъдат разделени в три основни групи в зависимост от техния източник: ембрионални, фетална и постнатална (стволови клетки).

Ембрионалните стволови клетки

Ембрионалните стволови клетки (ИСС) образуват вътрешна клетъчна маса (ICM) или embryoblast. на ранен етап от развитието на ембриона. Те са плурипотентни. ESC е важен плюс е, че те не експресират HLA (човешки левкоцитни антигени), тоест, не произвеждат хистосъвместими антигени. Всяко лице има уникален набор от антигени, и несъответствие между донора и реципиента, е основна причина за несъвместимост с трансплантацията. Съответно, шансът донорски ембрионални стволови клетки ще бъдат отхвърлени от организма на реципиента е много ниска. При пресаждането имунодефицит животински ембрионални стволови клетки са способни да образуват комплексни тумори (mnogotkanevogo) структура - тератома. някои от тях могат да станат ракови. Надеждни данни за поведението на тези клетки при имунокомпетентни организъм, например при хора, не. Въпреки това, следва да се отбележи, че клиничните изпитвания с диференцирани производни (получени клетки) ESK вече са започнали.

Един от основните недостатъци на ESC е невъзможността да се използват автоложни, че си е техен материал, при трансплантация, тъй като разпределението на ИСС от ембрион е несъвместима с неговото бъдещо развитие.

Плода стволови клетки

Плода стволови клетки са получени от зародишен материал след аборт (бременността е обикновено, т.е. феталното развитие, е 9-12 седмици). Естествено, изследването и използването на тази биоматериал повдига етични въпроси. В някои страни, като Украйна и Обединеното кралство. продължи работата по тяхното проучване и клинично приложение. Например, британска компания ReNeuron изследва възможността за използване на терапия със стволови клетки на плода за инсулт. Тези клетки вече са започнали да се прави разлика и затова, всеки един от тях, на първо място, може да се подложи само на ограничен брой дивизии, и второ, не биха довели до никакво, а по-скоро някои видове специализирани клетки. По този начин, от плода чернодробните клетки могат да се развиват специализирани клетки на черния дроб и хемопоетични клетки. От фетален нервна тъкан, съответно, се развиват по-специализирани нервните клетки.

Постнаталното стволови клетки

Въпреки факта, че стволовите клетки зрял организъм са по-малко мощност в сравнение с ембрионални и фетални стволови клетки, т.е. може да генерира минимален брой различни клетъчни типове, етичен аспект на тяхното изследване и използване не предизвиква сериозна разискване. В допълнение, използването на автоложна материал осигурява ефективността и безопасността на лечението. стволови клетки на организма на възрастен могат да бъдат разделени в три основни групи: хематопоетичен (кръвообразуващите), мултипотентни мезенхимни (строма) и тъканни специфични прогениторни клетки.

Понякога в отделна група от изолирани клетки от кръв от пъпната връв, тъй като те са най-малко диференциран на всички клетки на зрял организъм, т.е., имат най-висока ефикасност. Кръв от пъпната връв съдържа главно хематопоетични стволови клетки и мезенхимни мултипотентни, но съдържа малки количества от други видове стволови клетки при определени условия могат да се диференцират в клетки на различни органи и тъкани.

Хематопоетични стволови клетки

Хематопоетични стволови клетки (HSCs) - мултипотентни стволови клетки, които водят до всички кръвни клетки от миелоиден (моноцити, макрофаги, неутрофили, базофили, еозинофили, еритроцити мегакариоцити и тромбоцити, дендритни клетки, .......) и лимфоидна серия (Т лимфоцити В-лимфоцити и естествени. убийци). Определяне на хемопоетични стволови клетки е напълно преразгледани през последните 20 години. Хемопоетични тъкан съдържа клетки с дългосрочна и краткосрочна капацитет да се регенерира. включително мултипотентни, oligopotentnye и потомствени клетки. Миелоидна тъкан съдържа GCS от 10 000 клетки. HSCs са хетерогенна популация. Има три субпопулация на HSCs, съгласно пропорционална връзка с лимфоидна миелоидна потомство (L / М). В миелоидна ориентирани GSK ниско L / M съотношение (> 0, <3), у лимфоидно ориентированных — высокое (>10). Третата група се състои от "балансирана" GSK за които 3 ≤ L / M ≤ 10. понастоящем активно изследва свойствата на различни групи на GSK, но междинните резултати показват, че само миелоидна ориентирани и "балансиран" HSC са способни самостоятелно репликация удължено. Освен това, експериментите показват, че трансплантация всяка група GSK пресъздава главно тип кръвни клетки, което предполага наследствено епигенетични програма за всяка субпопулация.

Населението на HSCs образувана по време на ембриогенезата. т.е. ембрионалното развитие. Доказано е, че при бозайници са открити първите HSCs в области на мезодерма. наречен на аортата. гонадата и mesonephros. до образуването на населението костен мозък разширена в ембрионален черен дроб. Такива проучвания допринасят за разбирането на механизмите. отговорен за генезиса (формация) и разширяване на HSC население, и, съответно, на откриването на биологични и химични вещества (активни съставки), които в крайна сметка могат да бъдат използвани за отглеждане на HSCs ин витро.

Основният източник на HSCs е костен мозък. Този източник и днес най-широко се използва при трансплантация (вж. Трансплантация на хемопоетични стволови клетки). HSCs се намира в костния мозък на възрастни, включително тазовите кости. ребра. гръдната кост и други кости. Клетките могат да бъдат получени директно от тазовата кост с игла и спринцовка, или от кръвта, след предварително третиране с цитокини. включително G-CSF (гранулоцит колония стимулиращ фактор) насърчава добив на стволови клетки от костен мозък.

Мултипотентни мезенхимни стромални клетки

Мултипотентни мезенхимни стромални клетки (MMSC) - мултипотентни стволови клетки, способни на диференциране в остеобласти (костни клетки), хондроцити (хрущялните клетки) и адипоцитите (мастните клетки).

Прекурсорите MMSC в ембриогенна период развитие са мезенхимни стволови клетки (MSCs). Те могат да бъдат намерени на места, изложени на мезенхима. т.е. ембрионален съединителна тъкан.

Мезенхимни стволови клетки могат да се активират, ако е необходимо. Въпреки това, ефективността на използването им е сравнително ниско. Така, например, увреждане на мускулите, дори и в трансплантация на мезенхимни стволови клетки лекува много бавно. В момента проучва за активиране MSK. По-ранни изследвания, проведени по интравенозен трансплантация MSC са показали, че този метод на трансплантацията често води до криза на отхвърляне и сепсис. Днес признава, че заболяване на периферните тъкани, такива като възпалително заболяване на червата е по-добре да не лечение трансплантация, и методи, които повишават локална концентрация на MSCs.

Тъканно-специфични прогениторни клетки

Тъканно-специфични прогениторни клетки (стволови клетки) - недиференцирани клетки, които се намират в различни тъкани и органи и са отговорни за актуализирането на тяхната клетъчна популация, която е, да заменят мъртвите клетки. Те включват, например, са miosatellitotsity (прекурсори на мускулните влакна), прогениторни клетки и лимфен миелопоезата. Тези клетки са unipotent и олиго и основната им разлика от други стволови клетки, които прогениторни клетки могат да се делят само на определен брой пъти, докато други стволови клетки са способни на неограничен самообновяване. Ето защо, те принадлежат към истинските стволови клетки под съмнение. Отделно проучен невронни стволови клетки, които също са посочени като група тъканно-специфичен. Те са диференцирани в развитието на периода на ембриона и плода, което води до образуването на нервни структури на бъдещето на тялото на възрастни, включително на централната и периферната нервна система. Тези клетки са открити в възрастен ЦНС, по-специално в зоната на субепендимални в хипокампа. обонятелен мозък, и така нататък. д. Въпреки факта, че повечето от мъртвите неврони не се заменят, неврогенеза в процеса на възрастен на централната нервна система все още е възможно благодарение на нервните стволови клетки, т.е., популации от неврони може да "възстановят", но това е в такъв обем, че не се отразява много на резултатите от патологични процеси.

Характеристиките на ембрионални стволови клетки

Плурипотентност - способност за формиране на всеки от около 350 вида на възрастни клетки (бозайник);
Самонасочване - способността на стволови клетки, когато се прилага в тялото, да се намери повредената зона и фиксирани там, прави загубил функцията;
Totipotency - способност да се диференцират в целия организъм (11 дни след оплождане);
Факторите, които определят уникалността на стволови клетки не са в ядрото. и в цитоплазмата. Този излишък на иРНК на 3 хиляди гени. които са отговорни за ранното развитие на ембриона;
Теломеразната активност. Всяка част на теломерите репликация се губи (вж. Hayflick Limit). има теломеразна активност, краищата на хромозомите са изградени в стволови, пол и туморни клетки, т.е. клетките са в състояние да се подложи на потенциално безкраен брой клетъчни деления. те са безсмъртни.

Стволовите клетки и рак

интересни факти

IC способен асиметричен дивизия, в която една от дъщерните клетки е стволова, а другият води до специализирани клетки от определен тип.

общественото мнение

Православна църква се противопоставя на използването на стволови клетки, за които е получена материала от ембриони, както и в християнството, ембрионът е човешко същество, с душа, и унищожаването на ембриона - греха на убийство.

Също православна църква се противопоставя на изследването на човешки ембрионални стволови клетки.