Эмбриональные стволовые клетки и их характеристика

Эмбриональные стволовые клетки и их характеристика

В раннем эмбриональном периоде внутренняя клеточная масса бластоцисты содержит плюрипотентные стволовые клетки — эмбриональные стволовые клетки (ЭСК). Клетки, выделенные из бластоцисты, могут поддерживаться в культуре как недифференцированные клеточные линии или под действием стимула дифференцироваться в определенном направлении. Таковыми являются, например, клетки сердца и печени.

Изучение эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) оказывает большое влияние на развитие биологии и медицины:

- эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) используют для изучения специфических сигналов и этапов дифференцировки, необходимых для развития многих тканей;

- сохранение эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) в культуре позволило вывести нокаутную мышь — основной материал для изучения конкретных генов и моделей заболеваний человека. Первым шагом к выведению поколения нокаутной мыши является инактивация или делеция гена культуральной ЭСК.

Затем эти клетки вводят в бластоцисты и имплантируют их в матку суррогатной матери. Генетически модифицированные бластоцисты развиваются в эмбрионы, если только генетический дефект не является летальным. С использованием той же техники были выведены мыши с «включенным» геном, у которых их собственную последовательность ДНК заменили на мутантную.

Также могут быть выведены мыши с дефицитом гена, специфического для определенной ткани или типа клеток, или с «условным» дефицитом гена (когда ген можно «включать» или «выключать» у взрослых животных). Изучение нокаутных мышей позволило получить важнейшую информацию о функции генов in vivo. На сегодняшний день создано более 500 моделей болезней человека с использованием таких мышей;

- в будущем эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) можно будет использовать для замещения органов и тканей при их повреждении.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) с возможностью дифференцировки в инсулинпродуцирующие клетки поджелудочной железы, нервные клетки, миокардиальные клетки или гепатоциты были имплантированы животным с экспериментальным сахарным диабетом, неврологическими дефектами, инфарктом миокарда и повреждением печени соответственно. Эффективность применения такого метода интенсивно исследуется на животных, но продолжаются споры об этических аспектах получения ЭСК из бластоцисты человека.

Поколения стволовых клеток и их дифференцировка.
Зигота, образованная путем слияния сперматозоида и яйцеклетки, делится, образуя бластоцисту.
Из внутренней клеточной массы бластоцисты развивается эмбрион.
Клетки внутренней клеточной массы, называемые эмбриональными стволовыми клетками, поддерживаемые в культуре, являются плюрипотентными,
т.е. могут дифференцироваться в различные клеточные линии. У эмбриона плюрипотентные стволовые клетки делятся, но пул этих клеток сохраняется.
При дифференцировке плюрипотентных клеток из них образуются клетки с более узким потенциалом развития и, наконец, стволовые клетки определенных клеточных линий.

- Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей "Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) и их характеристика"

Оглавление темы "Патофизиология":