logo

Пользовательского поиска

Saturday 26th of May 2018

Дифференциация стволовых клеток определяется не только химическими факторами

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 1
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
04.08.2010 09:14

 

Иммунофлуоресцентное изображение человеческой мезенхимальной стволовой клетки, растущей на пластине с микростолбиками. Снимок получен через  1 сутки культивирования. Красные точки – микростолбики,  на этом образце достаточно короткие. Зеленым показана клетка, голубым – ее ядро. Клетка будет дифференцироваться в костную.

Иммунофлуоресцентное изображение человеческой мезенхимальной стволовой клетки клетки, растущей на пластине с микростолбиками. Снимок получен через 1 сутки культивирования. Красные точки – микростолбики, на этом образце достаточно короткие. Зеленым показана клетка, голубым – ее ядро. Клетка будет дифференцироваться в костную. (Фото: Michael T. Yang /Университет Пенсильвании)


Исследуя взрослые стволовые клетки, культивируемые в течение суток на новом типе матрикса, ученые из Университета Мичигана (University of Michigan) смогли сделать верный прогноз о том, в каком направлении они будут дифференцироваться, то есть каким типом тканей они станут.


Исследование опубликовано в журнале Nature Methods.

Дифференциация – это процесс превращения стволовых клеток в клетки других типов. Ее понимание является ключом к будущим методам лечения, основанным на регенерации тканей с помощью стволовых клеток.

«Нам удалось первыми продемонстрировать, что направление дифференциации стволовых клеток можно предсказать буквально через одни сутки от начала их культивирования», - говорит доцент кафедры машиностроения и биомедицинской инженерии Цзянпинг Фу (Jianping Fu), первый автор статьи.

Полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа изображение человеческой мезенхимальной стволовой клетки, растущей на подложке с длинными микростолбиками длиной около 13 микрон. Через 1 сутки культивирования клетка начинает оказывать на микростолбики центростремительную силу, что определяется по их наклону. Эта клетка превратится в жировую.

 

 

 

Полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа изображение человеческой мезенхимальной стволовой клетки, растущей на подложке с длинными микростолбиками длиной около 13 микрон. Через 1 сутки культивирования клетка начинает оказывать на микростолбики центростремительную силу, что определяется по их наклону. Эта клетка превратится в жировую. (Фото: сайт Университета Пенсильвании)

 

«Как правило, чтобы узнать, в каком направлении будет происходить дифференциация, нужны недели, а может быть и больше. Наша работа может ускорить этот длительный процесс и имеет большое значение для скрининга лекарственных средств и регенеративной медицины. Наш метод обеспечивает раннее определение того, в каком направлении стволовые клетки будут дифференцироваться и в какой тип клеток они превратятся при воздействии новым лекарственным препаратом».

В своем исследовании Фу и его коллеги изучали механику столовых клеток – слабые силы, которые клетки оказывают на материалы подложки. Ученые и раньше предполагали участие в дифференциации сил сцепления, но так широко, как химические триггеры, механика этого процесса никогда не изучались. В своей статье американские исследователи показывают, что жесткость материала, на котором стволовые клетки культивируются в лаборатории, фактически помогает предугадать, в какой тип клеток они превратятся.

«Наше исследование подтверждает, что механические силы важны так же, как и регулирующие дифференциацию химические факторы», - говорит Фу. «До сих пор биологами, занимающимися стволовыми клетками, механические аспекты в значительной степени игнорировались».

Полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа изображение человеческих мезенхимальных стволовых клеток, растущих на подложке с короткими  микростолбиками. Через 1 сутки культивирования эти клетки растянулись  больше, чем клетки, культивируемые на длинных микростолбиках. Они превратятся в костные. Хотя такие клетки наклоняют свои короткие микростолбики меньше, чем  клетки, растущие на длинных микростолбиках, чтобы достичь этого, им  нужно оказывать на микростолбики большую силу.

 

 

 

Полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа изображение человеческих мезенхимальных стволовых клеток, растущих на подложке с короткими микростолбиками. Через 1 сутки культивирования эти клетки растянулись больше, чем клетки, культивируемые на длинных микростолбиках. Они превратятся в костные. Хотя такие клетки наклоняют свои короткие микростолбики меньше, чем клетки, растущие на длинных микростолбиках, чтобы достичь этого, им нужно оказывать на микростолбики большую силу. (Фото: сайт Университета Пенсильвании)

 

Исследователи получили новый тип матрикса для стволовых клеток, жесткость которого можно корректировать, не изменяя при этом химического состава, чего невозможно сделать с обычными подложками.

Новая подложка из эластичного полимера полидиметилсилоксана напоминает ультратонкий ковер с микростолбиками – похожими на волоски выростами. Регулируя высоту микростолбиков, ученые изменяют жесткость подложки.

В своем эксперименте инженеры использовали человеческие мезенхимальные стволовые клетки, находящиеся в костном мозге и других соединительных тканях, таких, как жировая. Стволовые клетки дифференцировались в костные, если росли на более жестких матриксах, и в клетки жира – на более гибких подложках.

Установив, что дифференциация клеток зависит от механической жесткости подложки, Фу и его коллеги решили измерить силы сцепления, чтобы проверить, можно ли предсказать направление дифференциации.

Полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа изображение человеческой мезенхимальной стволовой клетки, растущей на подложке с длинными микростолбиками. Эта клетка станет жировой. На  более длинных и мягких микростолбиках стволовые клетки округляются и дифференцируются в жировые клетки. На более коротких и жестких подложках они растягиваются и становятся  костными.

 

 

 

 

Полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа изображение человеческой мезенхимальной стволовой клетки, растущей на подложке с длинными микростолбиками. Эта клетка станет жировой. На более длинных и мягких микростолбиках стволовые клетки округляются и дифференцируются в жировые клетки. На более коротких и жестких подложках они растягиваются и становятся костными. (Фото: сайт Университета Пенсильвании)

 

Для количественной оценки силы сцепления они измерили наклон микростолбиков, используя флуоресцентную микроскопию.

«Наше исследование показывает, что если стволовые клетки дифференцируются в один тип клеток, силы их сцепления с подложной могут быть гораздо больше, чем у тех, которые не собираются дифференцироваться или дифференцируются в какой-либо другой тип», - комментирует полученные результаты Фу. «Мы доказали, что изменение силы сцепления может быть использовано в качестве раннего показатели дифференциации».

Созданная учеными новая подложка, изготавливаемая путем недорогого процесса формовки, настолько дешева, что исследователи раздают ее всем заинтересованным ученым и инженерам.

Работа проведена группой доктора Кристофера Чена (Christopher Chen) на факультете биоинженерии Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) и финансировалась Национальным институтом здравоохранения (National Institutes of Health) и Американской кардиологической ассоциацией (American Heart Association).

 

 

По материалам

New insights into how stem cells determine what tissue to become

 

Оригинальная статья:

Jianping Fu, Yang-Kao Wang, Michael T Yang, Ravi A Desai, Xiang Yu, Zhijun Liu & Christopher S Chen. Mechanical regulation of cell function using geometrically modulated elastomeric substrate

 

© «Дифференциация стволовых клеток определяется не только химическими факторами». 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


Ученые установили новые особенности метилирования ДНК

Роль коротких РНК в репрессии генов в стволовых клетках

Белок Tet1 возвращает стволовым клеткам свойство плюрипотентности

Ученые предлагают безопасный способ перепрограммирования клеток с помощью РНК

Биологи открыли микроРНК, регулирующие функции стволовых клеток крови

Больным раком могут помочь микроРНК, увеличивающие число стволовых клеток крови

Ученые восстановили сердечную мышцу мышей методом прямого перепрограммирования клеток

Разработаны более совершенные поверхности для выращивания стволовых клеток

Впервые выделенные взрослые стволовые клетки молочной железы мышей помогут изучению рака груди

Ученые установили теснейшую связь между онкогеном Myc и сохранением стволовыми клетками свойства плюрипотентности

 

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday239
mod_vvisit_counterYesterday511
mod_vvisit_counterThis week3973
mod_vvisit_counterLast week4698
mod_vvisit_counterThis month16463
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days3999845

We have: 51 guests, 3 bots online
Your IP: 54.80.82.9
 , 
Today: Май 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.