Стволовые клетки, полученные из эпибласта
 | Эта статья имеет несколько вопросов. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудить эти вопросы на странице разговоров . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения )
|
После стадии бластоцисты , когда -то эмбриона, имплантированного в эндометрия (в случае грызуна), внутренняя клеточная масса (ICM) оплодотворенного эмбриона разделяется на два слоя: гипобласт и эпибласт . Эпибласты являются функциональными предшественниками сомы и зародышевых клеток, которые впоследствии дифференцируются на три слоя: окончательная эндодерма , мезодерма и эктодерма . Стволовые клетки, полученные из эпибласта, являются плюрипотентными. Эти клетки называются стволовыми клетками, полученными из эпибласта (EPISC) и имеют несколько различных клеточных и молекулярных характеристик с эмбриональными стволовыми клетками (ESCS). [ 1 ] Плюрипотентность в EPISCs по существу отличается от эмбриональных стволовых клеток. Плюрипотентность Episcs является заполненной плюрипотентностью: заполнено для дифференциации в специфические линии клеток. Наивные плюрипотентные стволовые клетки (например, ESC) и первичные плюрипотентные стволовые клетки (EG EPISC) не только поддерживают способность к самообновлению, но и поддерживают способность дифференцироваться. [ 2 ] Однако, поскольку статус ячейки заполнен для дифференциации в EPISC, однако, одна копия X -хромосомы в клетках XX (женские клетки) в EPISCs молчит (XAXI). Episcs не может колонизировать и не доступен для использования для производства химеров. И наоборот, XX -клетки в ESCs являются активными и могут производить химеру при вставке в бластоцисту. И ESC, и EPISC индуцируют тератому при введении у тестовых животных (SCID мышей), что доказывает плюрипотентность. Еписко отображает несколько отличительных характеристик, отличных от ESCS (таблица 1). Клеточный статус человеческих ESCS (HESCS) аналогичен стволовым клеткам мыши -мыши, а не на наивном состоянии. [ 3 ]
Таблица 1. Сравнение наивных и первичных плюрипотентных состояний [ 2 ]
| Свойство | Наивное состояние | Заправленное состояние |
|---|---|---|
| Эмбриональная ткань | Ранний эпибласт | Яичный цилиндр или эмбриональный диск |
| Культурная стволовая клетка | Мыши ESCS | Мыши -еписки; Примат "ESCS" |
| Бластоцист Chimaeras | Да | Нет |
| Тератомы | Да | Да |
| Факторы плюрипотентности | Oct4, Nanog, Sox2 (высокие уровни), KLF2, KLF4 | Oct4, Nanog, Sox2 (низкие уровни) |
| SOX2/OCT4 Димеризация | Высокий | Низкий |
| Наивные маркеры | Активный дистальный энхансер POU5F1 | Активный pou5f1 проксимальный энхансер |
| Маркеры спецификации | Отсутствующий | Fgf5, t |
| Ответ на LIF/STAT3 | Самообновление | Никто |
| Ответ на FGF/ERK | Дифференциация | Самообновление |
| Клоногенность | Высокий | Низкий |
| XX статус | Оба активны | Один x неактивный |
Дифференцирование наивных плюрипотентных стволовых клеток в первичных плюрипотентных стволовых клеток (например, добавление активина и фактора роста фибробластов (FGF) в культуральной среде) может быть выполнено, но перепрограммирование примиральных клеток в наивные клетки является более сложным. Было применено несколько подходов к перепрограммированию EPISC для достижения наивной плюрипотентности. Один из этих методов сверхэкспрессируется в первичной плюрипотентной стволовой клетке. Фактор перепрограммирования KLF4 , [ 4 ] или SOX2 и KLF4 (SK Cocktail). [ 5 ] Одна только KLF4 может сбросить первичные клетки мыши, но SK необходим для сброса наивного человека.
Возврат обратно в наивное состояние также была достигнута путем подавления активности гистонметилтрансферазы MLL1, также известной как KMT2A . Ингибирование MLL1 посредством малой молекулярной ингибитора MM-401 в EPISCs показало увеличение окрашивания щелочной фосфатазы , а также активацию «наивных» маркеров, таких как REX1 , и подавление «заполненных» маркеров, таких как FGF5 . Более того, помимо сравнения силы-государства, было также показано, что ингибирование MLL1 реактивирует сильцированную X-хромосому, которая обычно деактивируется в стволовых клетках эпибластов после имплантации, что указывает на эпигенетическое обратное возвращение к более наземному, наивному состоянию. Более того, некоторые эписки, затронутые реверсией, вызванной ингибированием MLL1, были способны внести свой вклад в компетентные химеры зародышевой линии, которые считались одним из самых основных различий между ESC и EPISC. [ 6 ]
Эпилк
[ редактировать ]Ученые смогли продемонстрировать индукцию епископодобных клеток in vitro из ESC мыши, которые называются эпибластами клетками (EPILC). [ 7 ] Во многих исследованиях использовались эпильки в качестве подходящих аналогов для фактических постмплантационных стволовых клеток, полученных постмплантацией, особенно в попытках возвращения обратно в «наивное» состояние. Недавно было показано, что сверхэкспрессия белка цинкового пальца-цинка домена (PRDM14) в EPILC вызывает возврат к эск-подобному состоянию (с уровнями окрашивания щелочной фосфатазы, восстановленной в то, что наблюдается в ESCS, а также в большей степени ESC-подобной клетки морфология), когда KLF2 требуется для возникновения механизма. [ 8 ] Было предложено, что PRDM14 индуцирует это состояние путем активации KLF2 посредством активного рекрутирования деметилирования в 4 октября ; Такая техника еще предстоит продемонстрировать в реальных Episcs, полученных из эпибластов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ De-Miguel, MP (2009). «Стволовые клетки, полученные из эпибласта в тканях эмбриона и взрослых» . Int J Dev Biol . 53 (8–9–10): 1529–1540. doi : 10.1387/ijdb.072413md . PMID 19757397 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Николс, Дж. (2009). «Наивные и придуманные плюрипотентные состояния» . Клеточная стволовая клетка . 4 (6): 487–492. doi : 10.1016/j.stem.2009.05.015 . PMID 19497275 .
- ^ Ханна, Дж. (2010). «Эмбриональные стволовые клетки человека с биологическими и эпигенетическими характеристиками, сходными с показателями ESC мыши» . Proc Natl Acad Sci USA . 107 (20): 9222–9227. Bibcode : 2010pnas..107.9222H . doi : 10.1073/pnas.1004584107 . PMC 2889088 . PMID 20442331 .
- ^ Го, Г. (2009). «KLF4 возвращает программированное в развитии ограничение плюрипотентности основного состояния» . Разработка . 136 (7): 1063–1069. doi : 10.1242/dev.030957 . PMC 2685927 . PMID 19224983 .
- ^ MacCarthy, Caitlin M.; Ву, Гуанминг; Малик, Викас; Menuchin-Lasowski, Yotam; Элечко, Тарас; Кеше, Гал; Фанат, Руи; Бедцхов, Иван; Церковь, Джордж М.; Джаух, Ральф; Cojocaru, VLAD; Шёлер, Ганс Р.; Вельчко, Сергия (декабрь 2023 г.). «Высокий кооперативный химерный супер-SOX вызывает наивную плюрипотентность по видам» . Клеточная стволовая клетка . doi : 10.1016/j.stem.2023.11.010 .
- ^ Zhang H, Gayen S, Xiong J, Zhou B, Shanmugam AK, Sun Y, Karatas H, Liu L, Rao RC, Wang S, Nesvizhskii AI, Kalantry S, Dou Y (2016). «MLL1 ингибирование перепрограммирует стволовые клетки эпибластов в наивную плюрипотентность» . Клеточная стволовая клетка . 18 (4): 481–94. doi : 10.1016/j.stem.2016.02.004 . PMC 4826731 . PMID 26996599 .
- ^ Шульц Э.Г., Мейсиг Дж., Накамура Т., Окамото И., Сибер А., Пикард С., Боренштейн М., Сайту М., Блютген Н., Херд Э (2014). «Две активные X -хромосомы у женщин ESCs блокируют выход из плюрипотентного состояния путем модуляции сигнальной сети ESC» . Клеточная стволовая клетка . 14 (2): 203–16. doi : 10.1016/j.stem.2013.11.022 . HDL : 11858/00-001M-0000-0025-7AF0-1 . PMID 24506884 .
- ^ Okashita N, Suwa Y, Nishimura O, Sakashita N, Kadota M, Nagamatsu G, Kawaguchi M, Kashida H, Nakajima A, Tachibana M, Seki Y (2016). «PRDM14 управляет рекрутированием OTC3/4 посредством активного деметилирования при переходе от заполнения к наивной плюрипотентности» . Отчеты стволовых клеток . 7 (6): 1072–1086. doi : 10.1016/j.stemcr.2016.10.007 . PMC 5161533 . PMID 27866876 .