Опубликованные сегодня в журнале Nature (11 октября) используемые методы также могут помочь в получении аналогичных линий стволовых клеток человека и других видов млекопитающих, в том числе таких, как свиньи или коровы, для которых линии эмбриональных стволовых клеток все еще недоступны.Исследователи также считают, что их исследование может иметь значение для регенеративной медицины человека и для понимания выкидыша и нарушений развития.Стволовые клетки обладают способностью развиваться в другие типы клеток, и существующие линии стволовых клеток уже чрезвычайно полезны для исследований в области развития, болезней и лечения.
Однако два доступных в настоящее время типа линий стволовых клеток — эмбриональные стволовые клетки (ES) и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) — имеют определенные ограничения. В настоящее время они не могут образовывать все типы клеток, поскольку они уже исключены из развития определенных клеточных линий.Чтобы открыть новые стволовые клетки для использования в исследованиях и регенеративной медицине, исследователи создали способ культивирования клеток с самой ранней стадии развития, когда оплодотворенная яйцеклетка делится только на 4 или 8 клеток, которые, как считается, все еще сохраняют некоторую тотипотентность — способность производить все типы клеток. Их гипотеза заключалась в том, что эти клетки должны быть менее запрограммированы, чем клетки ES, которые взяты из стадии развития, состоящей примерно из 100 клеток, называемой бластоцистой.
Они выращивали эти ранние клетки в особых условиях роста, которые подавляли ключевые сигналы и пути развития.Ученые обнаружили, что их новые культивируемые клетки сохранили желаемые характеристики развития самых ранних клеток, и назвали их расширенными потенциальными стволовыми клетками (EPSC). Важно отметить, что они также смогли перепрограммировать мышиные ES-клетки и iPS-клетки в новом состоянии и создать EPSC из этих клеток, вернув часы развития к самому раннему типу клеток.Доктор Пентао Лю, ведущий исследователь этого проекта из Института Wellcome Trust Sanger и член факультета Института стволовых клеток Wellcome Trust-MRC, Кембриджский университет, сказал: «Самая ранняя клетка похожа на чистый лист бумаги. теория должна иметь наибольший потенциал развития.Это первый случай, когда стали возможны стабильные линии стволовых клеток этих самых ранних клеток мыши, и мы видим, что они действительно сохраняют молекулярные особенности эмбриона из 4-8 клеток и могут развиваться в любой тип ячейки ".
По мере того, как оплодотворенная яйцеклетка превращается в бластоцисту, она производит клетки, которые сформируют эмбрион — откуда берутся ES-клетки — и два других типа клеток, которые будут развиваться в плаценту или желточный мешок. Из этих трех типов клеток в бластоцисте можно создать три разных типа стволовых клеток, включая ES-клетки. EPSC являются первыми стволовыми клетками, которые способны продуцировать все три типа стволовых клеток бластоцисты, что дает им гораздо больший потенциал для развития.Доктор Цзянь Ян, первый автор статьи из Wellcome Trust Sanger Institute, сказал: «EPSC предоставляют платформу для детального изучения ранних эмбриональных клеток на молекулярном уровне, чтобы понять развитие не только у мышей, но, в конечном итоге, у людей.
Этот новый метод производства стволовых клеток может быть чрезвычайно полезным для изучения развития, более эффективного создания функциональных человеческих клеток и исследования методов лечения проблем с беременностью, таких как преэклампсия и выкидыши ».Профессор Хиро Накаучи, соавтор статьи из Стэнфордского университета, сказал: «Это фантастическое достижение, работая с самыми ранними клетками, это исследование создало линии стволовых клеток, которые могут образовывать как эмбриональные, так и все внеэмбриональные клетки.
Методы и выводы этого исследования на мышах могут быть использованы для создания культур аналогичных стволовых клеток других видов млекопитающих, в том числе тех, для которых еще нет доступных линий ES- или iPS-клеток. Исследование также имеет большое значение для регенеративной медицины человека. поскольку стволовые клетки с улучшенным потенциалом развития открывают новые возможности. Дальнейшие исследования в этой области жизненно важны, чтобы мы могли должным образом изучить потенциал этих клеток ».