Induzierte pluripotente Stammzellen

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Februar 12, 2016 Lil Karus I 0 20

Eine induzierte pluripotente Stammzelle ist ein Typ von pluripotenten Stammzellen künstlich aus einem nicht-pluripotenten Zelle, die durch den Ausdruck "gezwungen", spezifische Gene abgeleitet sind.

Die induzierten pluripotenten Stammzellen sind in vielerlei Hinsicht ähnlich zu den natürlichen pluripotenten Stammzellen, wie embryonale Stammzellen. Diese gemeinsamen Merkmale sind die Expression von Genen und Proteinen, Stengel, die Methylierungsmuster von Chromatin, Verdopplungszeit, die Bildung von Embryoidkörper, die Schaffung von Teratom, die Möglichkeit der Bildung von Chimären, die Kraft und Deutlichkeit, obwohl die ihre Beziehung mit den natürlichen pluripotenten Stammzellen noch nicht vollständig definiert.

Geschichte

Die iPSCs wurden zum ersten Mal im Jahr 2006 aus Mauszellen in einer Reihe von Experimenten, die von der Gruppe von Professor Shinya Yamanaka an der Universität Kyoto, Japan durchgeführt, produziert und im Jahr 2007 aus menschlichen Zellen. Diese Entdeckung brachte ihm sowohl den Wolf-Preis ist der Nobelpreis, sowohl für die Medizin. Die iPSCs haben als einen wichtigen Schritt nach vorne in der Stammzellenforschung angedeutet worden, da sie es den Forschern ermöglichen, um pluripotente Stammzellen, die wichtig in der Forschung und möglicherweise in Behandlung zu erhalten, ohne Rückgriff auf die umstrittenen Embryonen. Außerdem ist die Möglichkeit der Gewinnung von Stammzellen aus somatischen Zellen des Patienten sind sie potentiell immunogen, obwohl einige Forscher haben Zweifel über diese Möglichkeit ausgedrückt.

Je nach dem verwendeten Verfahren kann der Reprogrammierung adulter Zellen zu iPSCs erhalten erhebliche Risiken, die den Einsatz beim Menschen beschränken könnte beinhalten. Zum Beispiel könnte, wenn für die Zelle genetisch verändert verwendet werden, Virus möglicherweise die Expression von Genen, Onkogenen erhöht werden. Im Februar 2008 kündigte eine Gruppe von Wissenschaftlern die Entdeckung einer Technik, die Onkogene Gene folgende Induktion von Pluripotenz zu entfernen könnte, wodurch die potenziellen therapeutischen Einsatz von iPS zu. Im April 2009 wurde gezeigt, dass die Erzeugung von iPS-Zellen ohne Veränderung der adulten Zelle möglich: eine wiederholte Behandlung der Zellen mit bestimmten Proteinen mit Hilfe von Ankern aus Poly-Arginin ist in der Tat ausreichend, um Pluripotenz zu induzieren, in die Zelle eingeführt wird. Dies bezieht sich auf iPS durch diese Technik als piPSCs erhalten.

Erste Generation

Die induzierte pluripotente Stammzellen Anfang waren durch das Team von Dr. Shinya Yamanaka an der Universität Kyoto, Japan erzeugt wird, im Jahr 2006 Yamanaka verwendeten Retroviren, um Fibroblasten von Ratten mit anderen Genen, die mit Stammzellen dachte zugeordnet wurden transduzieren. An einer Stelle wurden vier Schlüsselgene für die Herstellung von pluripotenten Stammzellen isoliert: Oct-3/4, Sox2, c-Myc und Klf4. Die Zellen wurden durch antibiotische Selektion für Zellen Fbx15 ausgewählt. Aber diese Linie von iPS zeigten im Vergleich zu natürlichen Muster in der Zeile ESC und die Herstellung von funktionellen Chimären fehlgeschlagen Fehler bei der DNA-Methylierung.

Zweite Generation

Im Juni 2007 veröffentlichte die gleiche Gruppe eine bahnbrechende Studie, zusammen mit zwei anderen unabhängigen Forschungsgruppen aus Harvard, MIT und der University of California, Los Angeles, immer eine erfolgreiche Reprogrammierung von Fibroblasten in iPS und auch die Produktion von Chimären vital. Diese Zelllinien werden aus Rattenfibroblasten via retroviralen Reaktivierung der gleichen vier endogenen Faktoren abgeleitet sind, aber Forscher diesmal Marker unterschiedlich ausgewählt sind. Statt Fbx15, Nanog genutzt, die ein wichtiges Gen für den ESC ist.

Die DNA-Methylierungsmuster und Erzeugung von Chimären Vital anzeigt, dass Nanog ist ein Hauptfaktor für die Zelle Pluripotenz.

Leider ist einer der vier genetischen Sequenzen für die Induktion von Pluripotenz erforderlich, krebserregend, und 20% der Ratten, die mit Implantaten iPS Teratome zu entwickeln Krebs. In einer späteren Studie berichteten Yamanaka, dass Sie IPS ohne c-Myc erstellen. Der Vorgang dauert länger und ist nicht so effizient wie die andere, aber die resultierenden Chimären nicht Krebs entwickeln.

Herstellung

IPS-Zellen werden typischerweise durch Transfektion von Genen, insbesondere mit dem Schaft zugeordnet ist, abgeleitet, in nicht-Zellen, wie Fibroblasten Erwachsenen pluripotent. Transduktion wird normalerweise durch virale Vektoren, wie Retro erhalten. Die transduzierten Gene umfassen Transkriptionsregula Oct-3/4 und Sox2, obwohl es Hinweise darauf, dass andere Gene wird die Effizienz der Induktion verbessern. Nach 3-4 Wochen, kleine Gruppen von transduzierten Zellen beginnen, morphologisch und biochemisch ähnlich zu pluripotenten Stammzellen zu werden, und werden typischerweise durch morphologische Selektion, Zeiteinteilung, oder durch einen Reportergens und Selektion durch Antibiotika isoliert.

Mäuse, die mit zwei Väter

Wissenschaftler spielen, der University of Texas MD Anderson Cancer Center haben Mäuse mit Kern-DNA aus nur zwei Väter geschaffen, den Rückgriff auf iPS-Techniken. Fetalen Fibroblasten wurden von einem Vater und ein Prozent der resultierenden Zellen hatte spontan das Y-Chromosom verloren angebaut; wie eine Person mit Turner-Syndrom. Die Zellen wurden in weiblichen Blastozysten, die in Leihmutter implantiert wurden Chimären Weibchen bilden platziert. So wurden diese Mäuse mit männlichen Mäusen gepaart. Einige der Kinder hatten die nDNA des ursprünglichen Vater ist der Vater von der Kupplung, aber nicht von weiblichen Blastozysten oder der Leihmutter. Beide männlichen und weiblichen Mäusen mit zwei Väter kreuzen.

Menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen

Im November 2007 war es ein Meilenstein in der Presse durch die Schaffung von iPS-Zellen aus erwachsenen Menschen durch zwei unabhängige Forschungsteams dokumentiert - ein in der Wissenschaft von James Thomson und seine Kollegen an der Universität von Wisconsin-Madison und der zweiten auf Zell Shinya Yamanaka und Kollegen an der Universität Kyoto, Japan.

Oct3 / 4, Sox2, Klf4 und c-Myc, durch retrovirale Infektion: nach demselben Prinzip an Ratten aufgetragen ist Yamanaka erfolgreich menschliche Fibroblasten in pluripotente Stammzellen mit den gleichen Genen transformiert. Thomson und Kollegen verwendet OCT4, SOX2, NANOG und ein anderes Gen, Lin28, lentivirale Systems. Dieser Fortschritt kann die Notwendigkeit für die umstrittene Verwendung von menschlichen embryonalen Stammzellen in der angewandten Forschung zu beseitigen.

, Die Forscher in diesem Bereich sind jedoch in der Regel d 'Vereinbarung über die Fortsetzung der Forschung auf hESCs bis zum IPSC wird für die kommenden Jahre eine Realität ausreichend in Forschungslabors weit verbreitet.

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