Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки: микроРНК в 100 раз лучше, чем гены

Новый метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток
NanoNewsNet по материалам University of Pennsylvania School of Medicine:
A New Way to Make Reprogrammed Stem Cells

Ученые Школы медицины Университета Пенсильвании разработали совершенно новый и гораздо более эффективный метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (induced pluripotent stem cells, iPSCs) – незрелых клеток, способных трансформироваться в различные типы клеток организма. Перспективное направление использования таких клеток – скрининг лекарственных препаратов, а также регенерация тканей.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) обычно получают из взрослых соматических клеток методом экспрессии четырех различных генов, называемых транскрипционными факторами. Первое сообщение о получении ИПСК таким методом было сделано в 2006 году доктором Шинья Яманака (Shinya Yamanaka). С тех пор многие научные группы добились аналогичных результатов, используя один или несколько из этих четырех транскрипционных факторов.

Перспективность этого направления исследований состоит в получении специфичных для пациента стволовых клеток для изучения болезней человека, а также для создания клеточного «банка» для регенерации собственных клеток пациента, например клеток сердца или печени. Несмотря на такие широкие перспективы и важность этой области исследований получение ИПСК сдерживается низкой эффективностью, особенно при использовании человеческих клеток.

«Мы изменили правила игры», – говорит профессор отделения медицины, биологии развития и клеточной биологии доктор философии Эдвард Морриси (Edward Morrisey), научный директор Института регенеративной медицины университета Пенсильвании. «Впервые удалось получить индуцированные плюрипотентные стволовые клетки без использования четырех факторов транскрипции, повысив при этом эффективность процесса в 100 раз».

 «Эффективное получение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток имеет первостепенное значение для их потенциального терапевтического использования», – комментирует результаты исследования Джеймс Кили (James Kiley), директор Отдела легочных заболеваний Национального института сердца, легких и крови США (National Heart, Lung, and Blood Institute). «Это работа – важный шаг в этом направлении. Кроме того, она будет способствовать научным исследованиям в области биологии стволовых клеток в целом».

До разработки нового метода, в котором вместо четырех транскрипционных факторов используются микроРНК (microRNA, miRNA), из каждых 100000 взрослых перепрограммированных клеток ученые могли получить небольшую «горстку» ИПСК, как правило, меньше 20. Использование основанного на микроРНК метода позволило увеличить эту цифру приблизительно до 10000. МикроРНК  – короткие молекулы РНК, связывающиеся с комплементарными последовательностями матричной РНК (мРНК) и подавляющие таким образом экспрессию соответствующих генов. Результаты работы (Highly Efficient miRNA-Mediated Reprogramming of Mouse and Human Somatic Cells to Pluripotency) опубликованы в журнале Cell Stem Cell.


Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки мыши, полученные с помощью микроРНК –
метода, разработанного в лаборатории профессора Морриси.
Зеленая флуоресценция указывает на экспрессию гена Oct4,
являющегося маркером плюрипотентных стволовых клеток.
(Фото: Эдвард Морриси, Школа медицины Университета Пенсильвании)

Лаборатория Морриси разработала свой подход, основываясь на исследовании роли микроРНК в развитии легких. Ученые работали с кластером микроРНК, называемым miR302/367, играющим важную роль в развитии легочных эндодермальных клеток-предшественников. Высокий уровень экспрессии этого же кластера микроРНК, как известно, демонстрируют и эмбриональные стволовые клетки.

Исследователи провели простой эксперимент. Они экспрессировали эти микроРНК в мышиных фибробластах и с удивлением обнаружили колонии, которые выглядели как индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.

«Мы были очень удивлены тому, что это сработало в первом же эксперименте, и метод оказался гораздо более эффективным, чем подход доктора Яманаки, основанный на транскрипционных факторах», – комментирует полученные результаты доктор Морриси.

Так как микроРНК выступают в роли репрессоров экспрессии белков, вполне вероятно, что они могут подавлять репрессоры тех самых четырех транскрипционных факторов, а также и других факторов, важных для сохранения клетки в состоянии плюрипотентной стволовой. Однако в чем именно заключается различие между работой микроРНК и транскрипционных факторов при трансформации взрослых клеток в ИПСК, требует дальнейшего изучения.

Полученные с помощью основанного на микроРНК метода ИПСК способны трансформироваться в большинство, если не во все, тканей развивающихся мышей, включая половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды. Сейчас лаборатория Морриси сотрудничает с несколькими учеными, чтобы редифференцировать свои ИПСК в кардиомиоциты, гематопоэтические (кроветворные) клетки и клетки печени – гепатоциты.

Для перепрограммирования взрослых клеток в ИПСК могут быть использованы синтетические версии молекул микроРНК, называемые имитаторами или прекурсорами. Такие имитаторы можно легко вводить в клетки в больших количествах, что позволит получать ИПСК без использования генетических методов.

«Мы надеемся получить синтетические микроРНК, чтобы трансформировать взрослые клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые в конечном итоге могут быть редифференцированы в другие типы клеток, например, в клетки печени, сердечной мышцы или нейроны», – планирует дальнейшие исследования профессор Морриси.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
13.04.2011

Читать статьи по темам:

индуцированные плюрипотентные стволовые клетки репрограммирование клеток РНК Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки на пути в клинику

Судя по скорости, с которой развивается область клеточных технологий, клиническое применение индуцированных плюрипотентных клеток для лечения многих заболеваний, трансплантации тканей и органов, а также омоложения организма маячит на горизонте.

читать

Биологи нашли проблемы в притворяющихся клетках

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки сохраняют генетическую память о своём происхождении. У мышиных ИПСК эту проблему решили, но перепрограммированные клетки человека пока не поддаются попыткам заставить их забыть, чем были раньше.

читать

«Валентинки» из пробирки

Чтобы понять механизм редкой наследственной болезни сердца, специалисты превратили клетки кожи в клетки сердечной мышцы, изучили нарушения в их работе и… вылечили болезнь. Правда, пока – у клеток «в пробирке».

читать

Репрограммирование клеток: очередные успехи

Способы создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток становятся всё более безопасными. Что еще интереснее, процесс репрограммирования клеток можно провести напрямую, минуя «эмбриональную» стадию.

читать

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки вылечили травму спинного мозга

Через 10 дней после пересадки в поврежденный в шейный отдел спинного мозга нейронов, выращенных из клеток кожи, обезьяна начала двигать конечностями, а через шесть недель смогла самостоятельно ходить.

читать