Новое исследование имеет важное значение для моделирования эмбриональных заболеваний и дисфункций плаценты, а также для создания эмбрионов из клеток кожи. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell Stem Cell.
Актуальность проблемы
В будущем будет возможно создание эмбрионов из клеток кожи человека без необходимости в сперме и яйцеклетках. Это открытие также имеет огромное значение для моделирования эмбриональных дефектов и проливает свет на дисфункцию плаценты, а также находит решение некоторых проблем бесплодия путем создания человеческих эмбрионов в чашке Петри. Еще в 2006 году японские исследователи обнаружили способность клеток кожи «перепрограммироваться» в ранние эмбриональные клетки, которые могут генерировать весь плод, путем экспрессии 4 центральных эмбриональных генов. Эти перепрограммированные клетки кожи, называемые «индуцированные плютипотентные стволовые клетки» (ИПСК), похожи на клетки, которые развиваются в первые дни после оплодотворения, и по существу идентичны своим естественным аналогам. Эти клетки могут развиваться во все типы эмбриональных клеток, но не в экстраэмбриональные ткани, такие как плацента.
Материалы и методы обследования
Ученые использовали новую технологию для изучения и перепрограммирования клеток кожи и естественного процесса эмбрионального развития. Чтобы раскрыть молекулярные механизмы, которые активируются во время формирования этих различных типов клеток, исследователи проанализировали изменения в структуре и функционировании генома внутри клеток, когда 5 генов введены в клетку.
Результаты научной работы
Автор исследования Йосси Буганим (Yossi Buganim), сотрудник Еврейского университета в Иерусалиме (The Hebrew University of Jerusalem), с соавторами обнаружили набор генов, способных трансформировать мышиные клетки кожи во все 3 типа клеток, которые составляют ранний эмбрион: сам эмбрион, плаценту и внезародышевые ткани, такие как пуповина.
Ученые обнаружили новую комбинацию из 5 генов, которые, будучи введены в клетки кожи, перепрограммируют клетки в каждый из трех ранних эмбриональных типов клеток — клетки iPS, которые создают зародыши, плацентарные стволовые клетки и стволовые клетки, развивающиеся в другие экстраэмбриональные ткани, такие как пуповина. Эти преобразования занимают около месяца. Исследователи обнаружили, что ген «Eomes» подталкивает клетку к идентичности плацентарных стволовых клеток и развитию плаценты, в то время как ген «Esrrb» координирует развитие стволовых клеток плода посредством временного приобретения идентичности экстраэмбриональных стволовых клеток. Ученые обнаружили, что на первом этапе клетки кожи теряют свою клеточную идентичность, а затем медленно приобретают новую идентичность одного из трех ранних эмбриональных типов клеток, и что этот процесс регулируется уровнями двух из пяти генов.
Данное исследование является первой попыткой создать все 3 основных зародышевых листка эмбриона одновременно из клеток кожи.
Авторы другого исследования утверждают, что пересадка эмбриональных клеток сетчатки способна восстановить зрение.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
