Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Культура Выращивание ЭСК in vitro
просмотров - 226

Для исследователœей ЭСК - это пособие для расшифровки работы генома (особенно в период раннего эмбриогенеза и органогенеза). Необходимо напомнить, что изучение эмбриогенеза человека ограничено по биоэтическим соображениям. Постимплантационный эмбриогенез млекопитающих мышей, крыс, других лабораторных млекопитающих имеет существенные отличия. Во многих ситуациях ЭСК остаются единственной экспериментальной возможностью для моделирования событий, происходящих в зародыше человека после имплантации. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ЭСК человека и млекопитающих – незаменимый путь для изучения аномалий постимплантационного развития зародышей. А самое главное, ЭСК- незаменимое средство поиска лекарства против старения.

Для ЭСК характерно два варианта запрограммированного поведения в культуре: 1) незрелые ЭСК длительно размножаются в присутствии фидерного слоя клеток и ростовых факторов.

2) после наработки массы недифференцированных клеток, рамножение клеток останавливают, изменяя условия культивирования. Начинается дифференцировка клеток (желательно в один тип специализированных клеток).

ЭСК назвали "лабораторными лошадками" регенерации (Petit-Zeman, 2001), потому что регенерация органов практически невозможна за счет резерва собственных дифференцированных клеток. ЭСК сохраняются in situ ("на месте") и повторяют фрагменты эмбриогенеза в тканях взрослого организма. Некоторые линии ЭСК человека удавалось пассировать без изменения фенотипа более 2 лет. Такие культуры прошли 300-450 циклов удвоения клеток без возникновения анеуплоидии или опухолей. При устранении фидера, ростовых факторов, а также после добавления сигналов начиналась медленная многоэтапная дифференцировка ЭСК в популяции необратимо специализированных клеток. Интересно, что дифференцировка ЭСК в нейроны, кардиомиоциты идет за 10-15 дней, тогда как аналогичные процессы линœейного созревания клеток в эмбрионе идут 5-7 нед (Kawasaki H., Suemori H., Mizuseki K. et al.,2002). В последнее время стали использовать сигналы фидерного слоя клеток для ускоренной дифференцировки клеток в культуре.

Рост ЭСК в культуре идет клонами. В отличие от обычного экспоненциального размножения клеток в культуре, клон не растет, а самообновляется. Только в клоне сохраняется микроокружение, позволяющее стволовым клеткам удерживать необычно высокую генетическую потенцию. Эта особая геномика клеток сохраняется и воспроизводится только в плотной сфере. Каждая культура ЭСК имеет варьирующую долю клеток в суспензионных агрегатах (сферах). Одиночные клетки, покидая клон, неизбежно дифференцируются. Лишь агрегаты составляют суммарное пространство плюрипотентных клеток, остальные клетки специализируются под влиянием микроокружения. Большинство новых фенотипов возникает по периферии клонов. В каждом клоне клетки одновременно дифференцируются в разные фенотипы, подтверждая важность микроокружения.

Известно, что в первичной культуре эмбриобласта (эпибласта) обязательно сохраняют первичные агрегаты клеток при получении линий ЭСК (Talbot N.C., Carrett W.M., 2001) Одноклеточные суспензии эпибласта/эмбриобласта зародышей человека и обезьяны практически не выживали в первичной культуре. Внешние слои клона более активно пролиферировали в среде с ростовыми факторами (LIF, SCF, IL-6, bFGF, EGF,TGF-alpha). Состав и оптимальные концентрации факторов пролиферации подбираются эмпирически в каждой культуре. Более продвинутые клетки по периферии сфер гибли в селœективной среде, предназначенной для выживания наименее зрелых популяций. Когда клеточные агрегаты достигали размера 30-50 клеток, наступало равновесие между пролиферацией и апоптозом. Каждый клон - ϶ᴛᴏ микромодуль самообновления клеток в постоянном миниобъеме. Репертуар прогениторных клеток постоянно меняется без изменения самого стволового пространства. Провизорные клоны сменяются дефинитивными клетками за счет множественных циклов самообновления клеток. Спонтанную дифференцировку и гибель клеток предотвращали повторным диспергированием агрегатов. Клоногенность - ϶ᴛᴏ способность культуры генерировать разную численность клон-инициирующих клеток на мл. Пока клоногенность существующих линий находилась на уровне 1-2 % (Pera M.F., 2001). Сигналы, запускающие инициацию клонов, практически не изучены. Выявлены варианты ЭСК, в которых исходно экспрессированы разные наборы генов, отвечающих за два главных качества клона: 1) плюрипотентность генома 2) самообновление прогениторных клеток (Morrison S.J., Shah N.M., Anderson D.J.,1997).

Сравнительный анализ показал, что линии ЭСК человека имеют существенные отличия от ЭСК животных по набору параметров: выживаемость и чувствительность к разным условиям культивирования, зависимость от митогенов и факторов апоптоза, факторов цитодифференцировки и сигналов, контролирующих функциональное созревание и поведение клеток in vitro (Carpenter M.K., Inokuma M.S., Denham J. et al., 2001). По этой причине данные, получаемые на ЭСК мышей, с большими оговорками экстраполируются на человека. Исследования генома плюрипотентных клеток животных, включая эффект лекарств, имеют сигнальное, но не решающее значение, особенно в областях прикладной медицины. Здесь нужны прямые эксперименты на ЭСК человека.


Читайте также


  • - Методы in vitro.

    Партеногенез in vitro – включает получение гаплоидов из гибридного зародыша, у которого из-за несовместимости хромосом (геномов) родителей утрачивается один из геномов. Ядра не сливаются в гибридной клетке, одно из ядер распадается. Яйцеклетка делится с образованием... [читать подробенее]


  • - МЕТОДЫ IN VITRO В СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ

    1. Вспомогательные методы in vitro в селекции растений. К вспомогательным методам относят1) искусственное оплодотворение в условиях in vitro(преодоление прогамной несовместимости); 2)преодоление постгамной несовместимости; 3)методы клонального размножения растений; 4) методы... [читать подробенее]


  • - In vitro с использованием клеточных культур

    Проведение тестирования безопасности наноматериалов 4.8.1. Подготовка клеточных культур и образцов наноматериалов к тестированию и внесение образца наноматериала в культуру 4.8.1.1. Исследования безопасности наноматериалов in vitro проводятся как на первичных, так... [читать подробенее]


  • - Запліднення in vitro

    До середини 70-х років ХХ століття склалися усі передумови для практичної реалізації ідеї лікування безплідності методом ЗІВ: розуміння ендокринних механізмів регуляції репродуктивного циклу, процесів дозрівання яйцеклітини та імплантації ембріонів, механізмів впливу... [читать подробенее]


  • - Методы генетического конструирования in vitro

    Включают работу с рекомбинантной ДНК. Суть этой технологии заключается в воссоединении фрагментов ДНК in vitro, т.е. в «пробирке» с последующим введением новых («рекомбинантных») генетических структур в живую клетку. Т.к. с химической точки зрения ДНК всех организмов... [читать подробенее]


  • - Характеристика клітин, що культивуються in vitro

    Клітини того самого типу в тканині взаємодіють один з одним і погоджують швидкість розмноження, щоб підтримувати належну щільність популяції. «Соціальний» контроль такого роду чітко проявляється при реакціях на ушкодження. Наприклад, коли ушкоджений епітелій, клітини... [читать подробенее]


  • - Фактори, що впливають на морфогенез in vitro

    Індукуючий вплив можуть надавати різні фактори: гормони, продукти життєдіяльності сусідніх клітин, інших тканин, електрофізіологічні сигнали і т.д. Детермінація – придбання клітиною стану готовності до реалізації визначених спадкових властивостей. Детермінація... [читать подробенее]


  • - Выращивание ЭСК in vitro

    Для исследователей ЭСК - это пособие для расшифровки работы генома (особенно в период раннего эмбриогенеза и органогенеза). Необходимо напомнить, что изучение эмбриогенеза человека ограничено по биоэтическим соображениям. Постимплантационный эмбриогенез млекопитающих... [читать подробенее]


  • - In vitro

    Показаниям, после определения чувствительности Вялотекущем процессе Постельный режим ЛЕЧЕНИЕ ОСТРОГО РЕВМАТИЗМА ЛЕЧЕНИЕ Главная задача лечения после установления диагноза ревматической лихорадки /острого ревматизма/ - вылечить воспалительный... [читать подробенее]


  • - Методи радіонуклідної діагностикиполіляють на 2 групи: дослідження в цілому організмі (in vivo) і в біологічних середовищах|середі| (in vitro).

    Прилади для радіонуклідних досліджень Клінічні радіодіагностичні дослідження выполняютисполняют з помощьюпосредством спеціальних приладів. По медико-функціональному призначенню виділяють 3 групи радіодіагностичних приладів. I. Радіометри для вимірювання|виміру|... [читать подробенее]