«Наивное государство потенциально имеет большую способность произвести различные типы ткани и могло иметь много использования для регенеративной медицины», говорят ведущий автор Джозеф Экер, преподаватель и директор Геномной Аналитической Лаборатории Солка и Говард Хьюз Медицинский следователь Института. Работа была издана онлайн 14 июля 2016 в Стволовой клетке Клетки.В то время как стволовые клетки – клетки, у которых есть потенциал, чтобы дифференцироваться в другие типы клеток – существуют во взрослых людях, самые полезные стволовые клетки – найденные в эмбрионах, которые плюрипотентны, способны к становлению почти любой клеткой в теле. Исследователи развивали коктейли молекул, которые поворачивают время вспять на взрослых клетках, чтобы заставить их действовать как стволовые клетки (названный, вызвал плюрипотентные стволовые клетки или iPSCs), и также имейте культурные линии стволовых клеток, полученных непосредственно из эмбрионов (ESCs).
Новые методы формулируются, чтобы уговорить «запущенный» ESCs – который больше напоминает клетки от эмбрионов поствнедрения – назад вовремя еще больше, чтобы напомнить наивные стволовые клетки, найденные в эмбрионах перед внедрением только спустя дни после оплодотворения. Наивные стволовые клетки – чистые большие списки, которые формируют основание для не только все клетки человеческого тела, но и клетки, которые составляют плаценту, чтобы поддержать эмбрион также.
«По нашему мнению, большинство изданных протоколов, чтобы произвести так называемые наивные стволовые клетки не убедительно, потому что они производят клетки, которые очень похожи на стартовые клетки – нет большого различия в экспрессии гена», говорит co-ведущий-автор Рудольф Джэениш из Института Белых угрей Биомедицинского Исследования и Массачусетского технологического института.Ecker, работая в тесном сотрудничестве с Jaenisch и другими сотрудниками в Whitehead и Федеральной политехнической школе Лозанны, требуемой, чтобы видеть, сделали ли эти новые методы, стремящиеся вызвать наивное государство стволовой клетки действительно, это. Они выполнили ряд молекулярных тестов на «запущенных» клетках и ESCs, который был выставлен факторам, которые, как думают, вызвали наивность.
Они оценили государства двух ESCs, сравнив их молекулярную собственность и клетки от различных сцен в эмбриональном развитии от предыдущих исследований.Три главных теста, они нашли, были самыми показательными из различия между наивными стволовыми клетками и другими стволовыми клетками, позволив им поместить каждую линию ESCs правильно вдоль этого графика времени. Во-первых, они измерили уровни экспрессии транспозонов, последовательности ДНК, которые могут подскочить вокруг генома.
Выражение определенных транспозонов, они обнаружили, было показательно из наивных стволовых клеток. Затем, они нашли, что у геномов наивных эмбриональных стволовых клеток есть меньше methylation – добавление метила химические группы вдоль ДНК. Они тогда изучили государство X хромосом в наивных клетках женских эмбрионов, которые каждый содержит два активных X хромосом, в отличие от более старых эмбриональных клеток, которые заставили один X замолчать.Вместе, три теста включают десятки тысяч генетических биомаркеров, чтобы характеризовать государство развития стволовых клеток, говорит co-ведущий-автор Дидье Троно из Федеральной политехнической школы Лозанны. «Этот тип анализа, вероятно, станет золотым стандартом для качественных стволовых клеток управления, включая вызванные плюрипотентные стволовые клетки, должны ли они использоваться только в исследовании или предполагаться для клинических заявлений», говорит он.
Когда текущие методы для создания наивных стволовых клеток в лаборатории были оценены, используя три теста, каждый был далек от имитации наивным эмбриональным клеткам по-разному. Одна новая техника, например, привела к клеткам, которые имели два активных X хромосом, но не соответствовали точным methylation желаемым образцам.«Это действительно было сравнением существующих методов, применяя те же самые критерии к каждому методу и видя, где каждое государство клетки», говорит Экер. «Некоторые из этих клеток закончили тем, что находились в государствах ранее в развитии и некоторых позже в развитии».Торолд Зэуниссен, постдокторант в лаборатории Джэениша и co-first автор исследования, говорит, что «Наша работа обеспечивает строгий набор критериев сравнения наивных человеческих стволовых клеток их коллегам в раннем человеческом эмбрионе.
Предыдущие исследования, главным образом, полагались на сравнения со стволовыми клетками мыши, которые являются очень расходящимися от человека».Ученые надеются, что другие исследовательские группы принимают свои критерии, чтобы судить их собственные методы и клеточные линии. «Транспозон и профили methylation довольно стандартные с точки зрения техники и протокола, таким образом, для других лабораторий довольно легко повторить эксперимент на, например, наивные клетки из недавно разработанного метода», говорит Юпенг Хэ, аспирант в лаборатории Ecker, который помог привести работу.