Lovende ny kilde til stamceller: Mouse testiklene produserer et bredt spekter av vevstyper


Etter et tiår med forskning, har forskere Howard Hughes Medical Institute klart å omprogrammere voksne stamceller fra testiklene til hannmus i funksjonelle blodkar og kontraktile hjertevev. Forskningen har en lovende ny kilde til stamceller til bruk i studier av orgel gjenfødelse.

Noen forskere mener at adulte stamceller organspesifikk kan tilby den samme terapeutiske potensialet til embryonale stamceller, uten de etiske bekymringer eller risiko for immun avvisning som er forbundet med embryonale stamcelleterapi. Imidlertid kan adulte stamceller mangler plastisitet og pluripotency av embryonale stamceller evnen til å generere noen celletype.



Studiet av stamceller har vært begrenset av deres relative mangel på forskjellige organer og de derav følgende vanskeligheter med å identifisere og høsting, samt å skille dem i store mengder inn i funksjonelle vaskulariserte vev.

HHMI etterforsker Shahin Rafii og kolleger ved Weill Cornell Medical College ser ut til å ha løst noen av disse problemene i hannmus. Ved hjelp spermatogonial stamceller hentet fra testiklene til mus, forskerne omprogrammeres celler til å danne stamceller hentet fra multipotent voksen spermatogonial. Hvis det samme kan gjøres med menneskeceller, sier de, kan voksne stamceller være en lovende kilde til nye behandlingsformer for menn, for sykdommer som vaskulær sykdom, hjertesykdom, Alzheimers, Parkinsons, hjerneslag, diabetes, og til og med kreft.

Forskere har hatt god suksess ved utledning pluripotent stamcelle linjer - de med evnen til å utvikle seg til flere celletyper - fra voksne celler testiklene. Men bare en liten del av cellene fra prøvene har potensiale til å bli pluripotent, og frem til nå, har forskere manglet et verktøy for å identifisere og isolere.

I en artikkel publisert på nettet i den 20 september 2007, nummer av tidsskriftet Nature, Rafii og kolleger ved Weill Cornell Medical College og forholdet Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, som identifiserte en ny celleoverflaten markør som er uttrykt i ett sett av celler i løpet av voksne testikler kjent som spermatogonial stamceller og forløperceller (SPC). Markøren, GPR125, aktivert forskere å identifisere og samle et stort antall preparatomtaler fra voksne mus testikler, deretter forplante og omprogrammere i laboratoriet til å bli stamceller som kan differensiere i mange celletyper.

Forskere har vist at disse stamcellene avledet multipotent voksen spermatogonial (MASCs) kan utvikle in vivo i arbeidsblodkarceller (endotelceller) og vev, samt kontraktile hjertevev, hjerneceller, og en rekke andre celletyper. De også injisert MASCs kultur i muse blastocysts - embryonale celler - som implantert i modne hunnmus. Når blastocyster utviklet i mus kunne forskerne se at MASCs ble differensiert i mange typer vev. Disse dataene antyder at MASCs er virkelig multipotent: reprogrammable til å differensiere i funksjonelle vev.

For ti år siden observerte Rafii at menneske testikkelkreft celler deler mange egenskaper med voksne stamceller. Som onkolog, også har merket seg at et stort antall pasienter med testikkelkreft utvikle svulster kalles teratomas, som inneholder ulike typer vev. Basert på disse observasjonene, resonnerte han at spermatogoniene, hvis eneste funksjon er å generere forløpere til sperm, har potensial til å gi opphav til pluripotente celler omgående. Som sådan, tenkte han, som kan vise seg å være mer mottagelig for omprogrammering enn andre voksne stamceller.

Ved hjelp av genet screeningstudier, Rafii og kolleger oppdaget en potensiell spesifikk overflate markør på preparatomtaler. Sammenligning av alle celler i voksne testikler viste at dette G-proteinkoblet reseptor, kjent som GPR125, ble uttrykt på RCP, men ikke andre kimceller modnes. Med GPR125 i hånden, kunne Rafii isolere et stort antall preparatomtaler fra voksne mus testikler.

De etablerte også en kultur system svært avansert, hvor stamceller raskt vokse og dele seg, etablering av en stor populasjon av celler som kan konverteres til MASCs.

"Det virker som disse spermatogoniene spesialisert GPR125-positive kan være en lett innhentet og manipulerte stamceller med en lignende evne til å danne nye vev som vi ser i embryonale stamceller," sa Rafii. For mannlige pasienter, ifølge ham, "Det en dag kan bety en lett tilgjengelig kilde til stamceller som omgår de etiske problemstillinger knyttet til embryonale stamceller. Det unngår også problemer knyttet til vev transplantasjon avvisning, siden disse autologe celler fra pasientens kropp. "

Teamet Rafii gjennomfører for tiden en lignende studie av menneskelige testiklene til å avgjøre om stamceller hentet fra sine spermatogonial stamceller dele pluripotency muse MASCs. "Vi mener dette er et mål lett oppnåelig i nær fremtid," sa han.

Hvis de lykkes, flere skritt gjenstår før disse stamcellene kan være aktuelt for mennesker. "Vi har ennå å lære den" bryteren "som forteller nøyaktig biokjemiske og epigenetisk CCP GPR125-positive konvertitt MASCs" sa Marco Seandel, en postdoktor i laboratoriet av senior Rafii som er førsteforfatter av artikkelen i Nature. "Discovering at bryteren vil være avgjørende for vår å være i stand til å skape MASCs on demand".

Det er en mulighet for at de implanterte celler avledet fra MASCs kan utløse kreft hos mottakeren. Dette er et område som krever ytterligere etterforskning, sa Rafii. Men han bemerket, "Så langt har vi ikke sett noen kreft eller bevis på pro-kreft aktivitet i voksen mus som er implantert med differensierte vev celler avledet masc."

Rafii og hans team har utviklet vekstforhold som overtale spermatogonial stamceller til å utvikle seg til Masc bakterie lines-- genetisk stabile stamceller som fortsetter å reprodusere ubestemt tid. Stamcelle studier har vært begrenset så langt av mangel på linjer av kjønnsceller. "Ingen av disse linjer med GPR125-positive kjønnsceller tidligere lett tilgjengelig for genetisk analyse, biokjemiske, cellulære og andre laboratorier," sier Rafii. "Vi ønsker å dele dem med andre forskere."

Laboratory Rafii undersøker nå om GPR125 kan brukes til å isolere celler fra andre voksne vev som kan konverteres til multipotente stamceller. Hans gruppe har også begynt å forfølge en lignende innsats i eggstokkene. "Det er mye mer vanskelig," sa han. "Men, er det mulig at det kan også omprogrammerbare stamceller med egenskaper som ligner på CCP GPR125-positive, selv om svært lave tall, i voksen mus eller menneskelige eggstokkene." Hans lab studerer aktivt dette interessant mulighet, sa Rafii.

Denne studien ble finansiert av Howard Hughes Medical Institute, Ansary Stem Cell Center for Regenerative Medicine, American Association for Cancer Research og det amerikanske National Institutes of Health.

0

Kommentarer - 0

Ingen kommentarer

Legg en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn igjen: 3000
captcha