Исследователи создали стволовые клетки эмбриона из клеток кожи
Новое новаторское исследование Еврейского университета в Иерусалиме (HU) нашло способ трансформировать клетки кожи в три основных типа стволовых клеток, составляющих эмбрионы на ранней стадии. Эта работа имеет важное значение для моделирования эмбриональных заболеваний и дисфункции плаценты, а также для создания целых эмбрионов из клеток кожи.
Как опубликовано в Cell Stem Cell, доктор Йосси Буганим из Департамента биологии развития и исследований рака HU совместно с коллегами обнаружил набор генов, способных трансформировать мышиные клетки кожи во все три типа клеток, которые составляют ранний эмбрион: сам эмбрион, плацента и внезародышевые ткани, такие как пуповина. Вероятно, это позволит в будущем создавать цельные эмбрионы из клеток кожи человека без необходимости в сперме или яйцеклетках. Это открытие также имеет огромное значение для моделирования эмбриональных дефектов и может пролить свет на проблему плацентарной дисфункции. Более того, это может решить некоторые проблемы бесплодия путем создания человеческих эмбрионов в чашке Петри.
Еще в 2006 году японские исследователи обнаружили способность клеток кожи «перепрограммироваться» в ранние эмбриональные клетки, которые могут генерировать весь плод, путем экспрессии четырех центральных эмбриональных генов. Эти перепрограммированные клетки кожи, называемые «индуцированные плютипотентные стволовые клетки» (ИПСК), похожи на клетки, которые развиваются в первые дни после оплодотворения, и по существу идентичны своим естественным аналогам. Эти клетки могут развиваться во все типы эмбриональных клеток, но не во внеэмбриональные ткани, такие как плацента.
В настоящее время исследовательская группа Еврейского университета HU во главе с доктором Йосси Буганимом, доктором Ореном Рамом, Томми Капланом и другими обнаружила новую комбинацию из пяти генов, которые при вставке в клетки кожи перепрограммируют их в каждый из трех ранних эмбриональных типов клеток. Клетки iPS, которые создают зародыши, плацентарные стволовые клетки и стволовые клетки, развивающиеся в другие внеэмбриональные ткани, такие как пуповина. Все эти преобразования занимают около месяца.
Исследователи обнаружили, что ген «Eomes» ответственен за превращение в плацентарные стволовые клетки и развитие плаценты, в то время как ген «Esrrb» управляет развитием стволовых клеток плода посредством временного приобретения внеэмбриональной идентичности стволовых клеток.
Чтобы раскрыть молекулярные механизмы, которые активируются во время формирования этих различных типов клеток, исследователи проанализировали изменения в структуре и функционировании генома внутри клеток, когда пять генов введены в клетку. Они обнаружили, что на первом этапе клетки кожи теряют свою клеточную идентичность, а затем медленно приобретают новую идентичность одного из трех ранних эмбриональных типов клеток, и что этот процесс регулируется уровнями двух из пяти генов.
Исследование HU является первой попыткой создать цельные эмбрионы из клеток кожи. Кроме того, эти результаты означают, что, возможно, нет необходимости «жертвовать» живым эмбрионом для создания эмбриона из пробирки.
