Окумуштуулар өзөктүү клеткаларды нейтралдуу абалда кармоонун ачкычын табышты

Иллинойс университетинин изилдөөчүлөрү сөңгөк клеткаларды нейтралдуу абалда сактоонун ачкычын табышты: бул жумшак тийүүнү талап кылат.

PLoS One журналында жарыяланган макалада изилдөөчүлөр чычкандын эмбриондук клеткаларын (mESCs) катуу табакка же идишке эмес, жумшак гелге өстүрүү аларды плюрипотенттик абалында сактап калаарын көрсөтүшкөн. кыртыштын түрү. Жумшак субстрат узак убакыт бою бир тектүү плюрипотенттүү колонияларды сактайт - кымбат өстүрүүчү химиялык заттардын кереги жок.

"Бул регенеративдик медицинанын келечегинде чоң колдонмолорго ээ", - деди механикалык илим жана инженерия профессору Нин Ванг, топту жаныбарлар илимдеринин профессору Тецуя Танака менен бирге жетектеген. «Бул кызыктуу аймак. Алдыда дагы көп иш бар, бирок биздин иш өзөк клеткаларынын негизги биологиясын түшүнүүгө карай кадам болуп саналат."

Бир тектүү плюрипотенттүү mESC колонияларын сактоонун кыйынчылыгы өзөк клеткаларын изилдөөдөгү негизги тоскоолдуктардын бири болуп калды. Плюрипотенттүү өзөк клеткалары өзүнөн-өзү дифференцияланып, тери же булчуң сыяктуу атайын кыртыш түрлөрүнө айлана баштайт. Окумуштуулар өсүү факторлору деп аталган химиялык заттарды mESCлерди өзгөрүүсүз абалда кармап турушат, бирок ошондо да көп өтпөй маданият дифференциациянын ар кандай баскычтарында, ар түрдүү ген экспрессиясы жана морфологиясы бар клеткалардын аралашмасы болуп калат.

Үлгүдөгү мындай ар түрдүүлүк изилдөөчүлөргө өзөктүү клеткалардын маданиятын кыртыштын белгилүү бир түрүнө айлантууну абдан кыйындатат - өзөк клеткаларын изилдөөнүн акыркы максаты.

"Эгерде биз дифференциацияланбаган клеткалардын бир тектүү популяциясынан баштасак, кызыккан кыртышыбызга карата дифференциялоо биз жетише алгандан алда канча бир тектүү болуп калышы мүмкүн" деди Танака, ал дагы I. Геномдук биология. "Ошондуктан, клетканын белгилүү бир түрүн түзүүдө - плюрипотенттүү өзөк клеткаларынын негизги колдонулушу - мен баштоо үчүн бир тектүү маданиятка ээ болуунун артыкчылыгы бар деп ойлойм."

Плюрипотенттүү mESCs тегерек колонияларда бири-бирине жабышып, ал эми колониянын четтериндеги клеткалар катуу өсүү плитасы менен байланышта тезирээк айырмаланарын байкагандан кийин, команда химияга эмес, mESC механикасына көңүл бурууну чечти. Уңгу клеткалар жетилген клеткаларга караганда 10 эсе жумшак болгондуктан, изилдөөчүлөр пластина менен клеткалардын ортосундагы механикалык күчтөр дифференциацияга түрткү болуп жатабы деп ойлошкон. Wang менен Танаканын мурунку изилдөөлөрү да кичинекей механикалык күчтөр клетканын дифференциациясын багыттоо үчүн колдонулушу мүмкүн экенин аныкташкан; механика да дифференциацияга тоскоол боло алабы?

Команда өсүү фактору бар салттуу чөйрөдө өстүрүлгөн mESCлерди жана клеткалар сыяктуу эле катуулугу менен жумшак гелде өстүрүлгөн mESCлерди өсүү фактору бар жана жок эле салыштырып көрдү. Алар жумшак гелде өстүрүлгөн клеткалар өсүү фактору жок болсо дагы, бир тектүүлүккө жана плюрипотентке ээ экенин, атүгүл үч айдан ашык 20 өткөөлдөн кийин байкашкан.

"Бул монетанын эки жагы: Механикалык күч дифференциялоону жаратышы мүмкүн жана бул жерде биз субстрат менен клеткалардын ортосундагы күчтөрдү төмөндөтсөңүз, алар плюрипотенттүү бойдон кала берет дедик. Алар бири-бирин толуктап турган процесстер», - деди Ванг. «Биздин кагаз механикалык чөйрө, жок эле дегенде, химиялык өсүү факторлору сыяктуу эле маанилүү роль ойноорун көрсөтүп турат. In vivo клеткалар кыска убакытка өсүү факторлорун иштеп чыгышат, андан кийин алар токтойт. Башка жагынан алганда, механикалык күчтөр ар бир клетканы дайыма көтөрүп турат».

Андан кийин, изилдөөчүлөр жумшак субстрат ыкмасын индукцияланган плюрипотенттүү өзөк клеткалары (iPSCs), генетикалык жактан плюрипотенттик абалга кайра программаланган жетилген клеткалар менен сынап көргүсү келет. Бул клеткалар медициналык колдонуу үчүн көп убадаларды камтыйт, бирок аны өстүрүү кыйын жана эмбриондук клеткалардай жакшы түшүнүлбөйт.

"Биз чычкандын iPSCтерин бир эле жумшак субстратта өстүрүүгө аракет кылсак болот жана ошол эле пайда бир тектүү сөңгөк клетка культураларына жетүү үчүн колдонуларын көрө алабыз" деди Танака. "Эгер андай болсо, таасири олуттуу болмок."