Newts "Kemampuan untuk menumbuhkan Jaringan direplikasi di Sel Tikus

>

Livejurnal69 - Jaringan regenerasi salamander la dan newts tampaknya seperti seharusnya menjadi barang dari fiksi ilmiah. Tapi itu terjadi secara rutin. Mengapa kita tidak bisa mamalia hanya tumbuh kembali anggota badan atau churn mengeluarkan beberapa sel-sel otot jantung baru yang diperlukan? Penelitian baru menunjukkan mungkin ada alasan yang sangat bagus: Membatasi kemampuan sel kami untuk pop dan keluar dari siklus sel pada akan - prasyarat untuk pembelahan sel yang diperlukan untuk membuat jaringan baru - mengurangi kemungkinan bahwa mereka akan menjalankan mengamuk dan bentuk kanker yang mematikan.

Sekarang para ilmuwan di Stanford University School of Medicine telah mengambil langkah besar untuk mampu memberi ini kapasitas regeneratif pada sel otot mamalia; mereka capai ini feat dalam eksperimen dengan tikus laboratorium di mana mereka diblokir ekspresi hanya dua protein penekan tumor. Temuan ini bisa bergerak kita lebih dekat kepada terapi regeneratif di masa depan manusia - mengejutkan, dengan mengirimkan kami shimmying kembali pohon evolusi.

"Newts menumbuhkan jaringan dengan sangat efektif," kata Helen Blau, PhD, Donald E. dan B. Baxter Delia Profesor dan anggota dari Stanford Institute for Stem Cell Biologi dan Regenerative Medicine. "Sebaliknya, mamalia menyedihkan Kita dapat regenerasi hati kami, dan itu saja.. Sampai saat itu menjadi misteri tentang bagaimana mereka melakukannya."

Blau adalah penulis senior dari penelitian ini, yang akan dipublikasikan dalam Cell Stem Cell pada Aug 6. Kostandin Pajcini, PhD, seorang mantan mahasiswa pascasarjana, dan Jason Pomerantz, MD, seorang sarjana postdoctoral mantan di laboratorium Blau's, terutama bertanggung jawab untuk pekerjaan dan penulis pertama dan co-penulis senior, masing-masing.

Meskipun sudah ada banyak diskusi tentang penggunaan dewasa atau sel batang embrio untuk memperbaiki atau merevitalisasi jaringan di seluruh tubuh, dalam hal ini para peneliti tidak mempelajari sel induk. Alih-alih mereka menyelidiki apakah myocytes, run-of-the-sel otot pabrik yang biasanya tidak membagi, dapat dibujuk untuk kembali memasuki siklus sel dan mulai berkembang biak. Hal ini penting karena yang paling khusus, atau dibedakan, sel-sel pada mamalia terkunci pada kondisi mapan yang tidak memungkinkan pembelahan sel. Dan tanpa pembelahan sel, tidak mungkin untuk mendapatkan regenerasi.

Sebaliknya, sel-sel dari beberapa jenis amfibi mampu menggantikan hilang atau rusak jaringan dengan memasukkan siklus sel untuk menghasilkan lebih banyak sel-sel otot. Meskipun demikian, sel-sel otot mempertahankan identitas mereka, yang mencegah mereka dari menyimpang dari jalan yang dipukuli dan menjadi lain, jenis sel kurang berguna.

Blau Pomerantz dan bertanya-tanya apakah bisa mungkin untuk membujuk sel mamalia untuk mengikuti jalan yang sama. Untuk melakukannya, meskipun, mereka harus menentukan apa yang berbeda antara mamalia dan sel salamander ketika datang untuk mengontrol siklus sel. Salah satu aspek melibatkan kelas protein yang disebut tumor penekan yang menghalangi pembelahan sel yang tidak pantas.

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa tumor retinoblastoma penekan yang disebut, atau Rb, memainkan peran penting dalam mencegah berbagai jenis mamalia sel khusus, termasuk yang ditemukan pada otot, dari membagi mau tak mau. Tapi pengaruh memblokir ekspresi Rb dalam sel mamalia telah konsisten: Dalam beberapa kasus, telah memungkinkan sel untuk melompat kembali ke dalam siklus sel; pada orang lain, itu tidak.

Para peneliti bekerja beberapa pekerjaan detektif evolusi untuk mengetahui bahwa lain penekan tumor disebut ARF mungkin terlibat. Seperti Rb, ARF bekerja untuk membuang rem pada siklus sel sebagai respons terhadap sinyal internal. Pemeriksaan pohon evolusi memberikan petunjuk kunci. Mereka melihat bahwa ARF pertama muncul pada ayam. Hal ini ditemukan pada burung lain dan mamalia, tapi tidak pada hewan seperti salamander terletak di cabang-cabang yang lebih rendah. Tellingly, itu juga hilang dalam baris sel yang mulai bersepeda ketika Rb hilang, dan ini diungkapkan pada tingkat lebih rendah dari normal di hati mamalia - organ hanya bahwa kita manusia dapat regenerasi.

Berdasarkan kerja peneliti sebelumnya dengan newts, Blau mengatakan "tampaknya kita bahwa mereka tidak memiliki keterbatasan yang sama pada pertumbuhan. Kami dihipotesiskan bahwa mungkin, selama evolusi, manusia memperoleh penekan tumor tidak hadir pada hewan rendah dengan mengorbankan regenerasi. "

Benar saja, Pajcini dan Pomerantz menemukan bahwa memblokir ekspresi kedua Rb dan ARF diperbolehkan myocytes individu yang terisolasi dari otot mouse untuk dedifferentiate dan mulai membagi. Ketika mereka meletakkan kembali ke dalam sel-sel tikus, mereka bisa bergabung dengan serat otot yang ada - sepanjang Rb ekspresi dikembalikan. Tanpa Rb ditransplantasikan sel berproliferasi berlebihan dan mengganggu struktur otot asli.

"Myocytes ini telah mencapai titik kembali lagi," kata Blau. "Mereka tidak bisa begitu saja mulai membagi lagi, tetapi di sini. Kami menunjukkan bahwa sementara memblokir ekspresi hanya dua protein dapat mengembalikan kemampuan kuno untuk berkontribusi pada otot mamalia."

Kata kuncinya di sini adalah "sementara." Sebagaimana jelas dari percobaan mouse, memblokir ekspresi penekan tumor pada sel mamalia bisa menjadi langkah pertama rumit. Secara permanen menghapus protein ini dapat mengakibatkan pembelahan sel yang tidak terkendali. Tapi, sebuah sementara dan kerugian baik dikendalikan - sebagai peneliti menemukan di sini - bisa menjadi alat yang berguna terapeutik.

Penelitian diperlukan beberapa teknologi canggih untuk memisahkan myocytes individu dari satu sama lain untuk belajar. Untuk melakukannya, Pajcini melakukan perjalanan ke Munich untuk belajar bagaimana mengoptimalkan teknik yang biasanya digunakan pada cryopreserved dan tetap bagian jaringan - "mikro-pembedahan laser terlempar" - untuk digunakan dengan sel hidup. Namun upaya terbayar ketika ia mampu membuktikan bahwa sekali ekspresi kedua protein diblokir, sel hidup individu, dalam kenyataannya, membagi dalam budaya.

Selanjutnya, para peneliti ingin melihat apakah teknik ini bekerja pada jenis sel lain, seperti yang pankreas atau hati, dan apakah mereka dapat menyebabkan hal itu terjadi dalam jaringan di situs dari cedera. Jika ya, mungkin untuk memicu proliferasi sel sementara sebagai sarana terapi untuk berbagai penyakit.

Selain Blau, Pajcini dan Pomerantz, Stanford peneliti lain yang terlibat dalam penelitian ini meliputi penelitian ilmuwan senior Stephane Corbel, PhD, dan asisten profesor pediatri dan genetika Julien Sage, PhD. Pajcini sekarang di University of Pennsylvania, dan Pomerantz adalah asisten profesor bedah di University of California-San Francisco.

Penelitian ini didukung oleh Institut Kesehatan Nasional dan Yayasan Baxter.