logo

Пользовательского поиска

Friday 21st of September 2018

Получать нейроны напрямую из клеток кожи можно с помощью микроРНК

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
15.07.2011 18:33

 

Иммунофлуоресцентная микрофотография фибробласта. Ядро клетки, содержащее генетическую информацию, – сиреневое. Микротрубочки – белковые нити, составляющие часть цитоскелета, – красные. Цитоскелет поддерживает форму клетки, позволяет клетке перемещаться и принимает участие во внутриклеточном транспорте веществ. Фибробласты – клетки, дающие начало соединительной ткани, например, главному структурному белку  организма – коллагену.

Иммунофлуоресцентная микрофотография фибробласта. Ядро клетки, содержащее генетическую информацию, – сиреневое. Микротрубочки – белковые нити, составляющие часть цитоскелета, – красные. Цитоскелет поддерживает форму клетки, позволяет клетке перемещаться и принимает участие во внутриклеточном транспорте веществ. Фибробласты – клетки, дающие начало соединительной ткани, например, главному структурному белку организма – коллагену. (Фото: Dr. Jan Schmoranzer/Science Photo Library)


Добавления двух микроРНК к обычному генетическому материалу клеток кожи достаточно, чтобы превратить эти клетки в полностью функциональные нейроны, минуя стадию стволовых клеток, сообщают ученые Школы медицины Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine). Открытие, опубликованное в журнале Nature, - одно из немногих сделанных за последнее время сообщений о методах получения человеческих нейронов в лабораторных условиях.


Новая возможность выращивать нейроны с нуля – большой шаг вперед в области нейробиологических исследований, которые зашли в тупик из-за отсутствия человеческих нейронов. В отличие от клеток кожи или крови нейроны никак нельзя отнести к чему-то такому, чем человеческий организм может легко поступиться ради научных исследований.

Профессор патологии и биологии развития Школы медицины Стэнфордского университета Джеральд Крэбтри (Gerald Crabtree), MD.

 

Профессор патологии и биологии развития Школы медицины Стэнфордского университета Джеральд Крэбтри (Gerald Crabtree), MD. (Фото: med.stanford.edu)

 

 

 

«Основной проблемой в нейробиологии остается отсутствие хорошей человеческой модели», - говорит старший автор исследования Джеральд Крэбтри (Gerald Crabtree), MD, профессор патологии и биологии развития. «Нейроны – не кровь. Это не то, чем люди согласились бы пожертвовать».

Получение нейронов из легко доступных клеток, таких как клетки кожи (фибробласты), делает возможным разработку новых способов изучения их развития, моделирования заболеваний нервной системы и тестирования методов их лечения.

Кроме того, доступность нейронов поможет продвинуться вперед в попытках, все еще находящихся в зачаточном состоянии, заменять новыми поврежденные или погибшие нейроны.

Два года назад, до успешного получения нейронов непосредственно из клеток кожи, ученые открыли, что можно достичь того же результата, если сначала трансформировать клетку кожи в стволовую клетку, а затем «уговорить» стволовую клетку стать нейроном. Но новое исследование профессора Крэбтри и две другие работы показали, что трансформация клетки кожи непосредственно в нейрон, без «пит-стопа» стволовой клетки, вполне возможна.

Среди других работ исследование профессора Крэбтри занимает особое место из-за удивительной природы молекул, «подталкивающих» клетку к трансформации – коротких цепочек генетического материала, называемых микро РНК, хорошо известных своей способностью связываться со специфическими генетическими транскриптами и подавлять их активность.

«В этом случае, однако, они выступают в роли инструкций», - поясняет д-р Крэбтри.

Ученые узнали о способности микроРНК переключать направление развития клеток, когда Эндрю Йо (Andrew Yoo), PhD, тогда постдокторант лаборатории Крэбтри, попытался разобраться в том, что заставляет нейральную стволовую клетку дифференцироваться в зрелый нейрон. Он установил, что главную роль в этом процессе играют две микроРНК, miR-9/9* и miR-124, контролирующие молекулярный механизм (так называемый хроматин-ремоделирующий комплекс BAF), который упорядочивает хромосомы таким образом, что клетка остается стволовой.

«Когда микроРНК miR-9/9* и miR-124 связываются с одной из субъединиц 13-компонентного хроматин-ремоделирующего комплекса BAF, они выключают эту его функцию, и клетки начинает расти и контактировать друг с другом, то есть становятся зрелыми функционирующими нейронами», - объясняет доктор Крэбтри.

После опубликования этого открытия в Nature в 2009 году доктор Йо продолжил работу, пытаясь понять, как функционируют эти две микро РНК. В частности, он решил выяснить, что произойдет, если ввести их в клетки, в которых они обычно отсутствуют.

Сначала он даже не поверил тому, что увидел под микроскопом: клетки с введенными дополнительными микроРНК начали выглядеть, как нейроны. «Это было очень странно. Мы были просто поражены», - вспоминает профессор Крэбтри.

Доктор Йо, один из ведущих авторов новой статьи, продолжил изучение этого явления со своими коллегами из Стэнфорда. Используя для доставки микроРНК в клетки кожи вирус, ученые проверили, действительно ли получавшиеся в результате клетки были нейронами. Они установили, что от 2 до 3 процентов клеток кожи достоверно трансформировалось в нейроны: клетки генерировали электрические сигналы, используемые нейронами для взаимодействия друг с другом, и выделяли так называемые синаптические пузырьки – то есть делали все то, что обычно делают зрелые нейроны.

«То, что мы получили - это нейроны, характерные для фронтальной коры. Это нейроны, получить которые, как представляется, сложнее всего. Это как раз те нейроны, которые позволяют нам думать, которые мы используем для того, чтобы сопоставлять вещи и видеть связи между ними, а не те, которые участвуют в эволюционно более ранних эмоциональных реакциях», - говорит доктор Крэбтри. «Кроме того, среди трансформировавшихся клеток мы обнаружили ингибиторные (тормозные) нейроны, чья функция заключается в сохранении других нейронов в покоящемся, контролируемом состоянии».

Добавив два фактора, использованные в аналогичных экспериментах их коллегой Мариусом Вернигом (Marius Wernig), ученые повысили эффективность трансформации до 20 процентов. Доктор медицины Мариус Верниг – автор первой публикации о прямой трансформации человеческих клеток кожи в нейроны. В мае этого года доктор Верниг сообщил в журнале Nature о том, что комбинация из четырех особых белков может напрямую превращать клетки кожи в функциональные нейроны с эффективностью от 2 до 4 процентов. (Совсем недавно, 3 июля, тот же журнал Nature опубликовал исследование, проведенное под руководством ученого из Научно-исследовательского института Сан-Рафаэле (San Raffaele Scientific Institute) в Милане, Италия, показывающее, что комбинация трех других белков тоже может индуцировать трансформацию).

«Мы долго шли к этому успеху», - говорит профессор Крэбтри. «Это исследование закончено, но впереди еще больше работы, и все говорит о том, что существуют не только разные способы получения нейронов, но и возможность получать разные их типы».

В исследовании доктора Вернига были получены те же «мыслительные» нейроны, но не были найдены тормозные. Итальянская группа получила нейроны, вырабатывающие дофамин – химическое вещество, оказывающее влияние на многие поведенческие реакции – от движения и обучения до сна.

Среди проектов, основанных на результатах этого исследования, - попытка создать модель синдрома Дауна. Аспирант Стэнфорда Альфред Сан (Alfred Sun) получил клетки кожи таких пациентов и трансформировал их в нейроны. Сейчас он пытается понять, чем они отличаются от нормальных.

«Мы считаем, что имеют место определенные биохимические отклонения, которые можно скорректировать», - комментирует первые результаты новой работы профессор Крэбтри.

Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения (National Institutes of Health) США, Медицинским институтом Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) и отделением патологии Стэнфордского университета (Stanford's Department of Pathology).

 

 

По материалам

Efficient process using microRNA converts human skin cells into neurons, study shows

 

Оригинальная статья:

Andrew S. Yoo, Alfred X. Sun, Li Li, Aleksandr Shcheglovitov, Thomas Portmann, Yulong Li, Chris Lee-Messer, Ricardo E. Dolmetsch, Richard W. Tsien, Gerald R. Crabtree. MicroRNA-mediated conversion of human fibroblasts to neurons

 

© «Получать нейроны напрямую из клеток кожи можно с помощью микроРНК». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Еще о стволовых клетках


Шизофрения: собственные клетки пациентов помогают понять биологию заболевания

Новый метод получения нейральных стволовых клеток обещает революцию в регенеративной медицине

Новое антитело: нейральные стволовые клетки можно различать на основе остатков сахаров

Новая программа для нейральных стволовых клеток

Функциональные нейроны получены из человеческих клеток кожи, минуя стадию индуцированных плюрипотентных стволовых клеток

Раскрыт секрет «источника молодости» взрослого головного мозга: нейральные стволовые клетки нуждаются в помощи эпендимальных

Раковые и стволовые клетки связаны общим происхождением

Составлена карта распределения «шестого основания» ДНК – 5-гидроксиметилцитозина – в человеческих эмбриональных стволовых клетках

Мезенхимальные стволовые клетки ткани рака яичников стимулируют рост опухоли, увеличивая количество раковых стволовых клеток

В генной инженерии стволовых клеток впервые использованы бакуловирусные векторы

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday2090
mod_vvisit_counterYesterday1793
mod_vvisit_counterThis week10164
mod_vvisit_counterLast week6507
mod_vvisit_counterThis month22912
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4113318

We have: 24 guests, 5 bots online
Your IP: 54.166.141.69
 , 
Today: Сен 20, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.