Ученые генерируют миллионы зрелых клеток человека в эмбрионе мыши
                Клетки человека (обозначены зеленым цветом) представляют собой глазные клетки в эмбрионе мыши (обозначены синим цветом) через 17 дней. Развитие человеческих плюрипотентных стволовых клеток, инъецированных в эмбрион мыши, ускоряется, чтобы соответствовать гораздо более быстрому темпу развития эмбриона мыши-хозяина. Обычно глазные клетки в человеческом эмбрионе генерируются на гораздо более поздней стадии. Предоставлено: Чжисин Ху.

В течение десятилетий огромный потенциал лечения стволовых клеток человека сводился на нет из-за невозможности продуцировать достаточное количество зрелых клеток человека in vivo — в живом организме.
                                                                                       

Теперь команда ученых во главе с университетом в Буффало разработала метод, который резко увеличивает производство зрелых клеток человека в эмбрионах мыши. Получение человеческих клеток in vivo имеет решающее значение, поскольку клетки, полученные в чашке Петри, часто ведут себя не так, как клетки в организме.

Исследование было опубликовано 13 мая в Science Advances.

«Это фундаментальное исследование, которое позволяет нам использовать эмбрион мыши, чтобы помочь нам лучше понять развитие человека», — сказал доктор философии, доктор философии, профессор и профессор физиологии и биофизики в Школе медицины и биомедицины им. Якобса. Наук в UB.

«Дальнейшее развитие нашей технологии может дать возможность генерировать еще большее количество конкретных типов зрелых клеток человека, что позволит нам создавать более эффективные мышиные модели для изучения заболеваний, которые оказывают серьезное влияние на людей, таких как малярия или COVID-19». сказал Фэн.

И поскольку этот метод производит так много зрелых человеческих клеток, он может потенциально генерировать материалы для лечения хронических заболеваний, таких как диабет или почечная недостаточность, заменяя поврежденные клетки пациента здоровыми клетками или тканями человека.

Области применения инфекционных заболеваний

Фэн объяснил, что может быть возможно создать гораздо лучшую мышиную модель иммунной системы человека или компонентов дыхательной системы человека, чтобы изучить COVID-19, болезнь, которая наносит ущерб людям, но почти не влияет на мышей.

Можно также использовать новый метод для получения мышей с еще более зрелыми эритроцитами человека. Такие мыши были бы очень эффективны при изучении малярии, болезни, которая поражает только людей, разрушая наши эритроциты.

«У нас есть много вопросов, на которые нужно ответить, прежде чем технология станет полезной, но это первый случай, когда кто-либо генерирует так много зрелых клеток человека в эмбрионе мыши», — сказал Фэн.

Ученые генерируют миллионы зрелых клеток человека в эмбрионе мыши
                Большое количество клеток человека (обозначено зеленым) у 17-дневного эмбриона мыши (обозначено синим). Большинство клеток человека — это эритроциты, которые накапливаются в печени плода мыши. Предоставлено: Чжисин Ху.

Миллионы зрелых клеток человека за 17 дней

Предыдущие попытки произвести человеческие клетки в эмбрионах мыши привели к образованию небольшого количества незрелых клеток, которые трудно количественно оценить. Напротив, метод UB привел к появлению миллионов зрелых клеток человека в эмбрионе мыши за 17 дней.

В этом исследовании ученые вводили 10-12 наивных стволовых клеток человека в бластоцисту мыши, когда ей было 3,5 дня. Затем эмбрион мыши генерировал миллионы зрелых клеток человека, включая эритроциты, клетки глаза и клетки печени.

«Мы знаем, что до четырех процентов от общего числа клеток в эмбрионе мыши были клетками человека», — Фен. «Это низкая оценка, поскольку мы не можем количественно определить большое количество эритроцитов человека, вырабатываемых в эмбрионе мыши».

Он сказал, что, поскольку эти зрелые эритроциты человека не имеют ядра, они не учитываются методом, который ученые используют для количественного определения общего количества клеток.

Техника команды заключалась в преодолении важной задачи: превращение плюрипотентных стволовых клеток человека, которые могут дифференцироваться во все типы клеток организма, в форму, совместимую с внутренней клеточной массой внутри бластоцисты мыши — трехдневный эмбрион старой мыши. Стволовые клетки человека находятся в «загрунтованном» состоянии, тогда как внутренняя клеточная масса внутри бластоцисты мыши находится в наивном состоянии.

«Когда загрунтованные клетки человека попадают в бластоцисту мыши, они не могут развиваться», — сказал Фэн, отмечая, что несоответствие между различными стадиями развития клеток, по-видимому, является причиной.

«Мы хотели посмотреть, возможно ли, чтобы примированные клетки человека вернулись в наивное состояние, точно так же как плюрипотентные стволовые клетки внутри бластоцисты мыши», — сказал Фэн. «Это то, что мы сделали.»

«Наш метод заключается в временном ингибировании киназы mTOR в течение трех часов, чтобы шокировать примированные клетки человека до наивного состояния», — сказал Фэн. «Блокирование киназы mTOR запускает серию событий, которые изменяют экспрессию генов и клеточный метаболизм, так что примированные клетки становятся наивными».

Преобразование более поздних стадий примированных стволовых клеток человека обратно в более раннее, менее развитое наивное состояние позволило стволовым клеткам человека совместно развиваться с внутренней клеточной массой в бластоцисте мыши.

«Инъецированные стволовые клетки человека в настоящее время развиваются гораздо более быстрыми темпами развития эмбриона мыши, поддерживая генерацию миллионов зрелых клеток человека за 17 дней», — сказал Фенг./p>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *