Роль и механизм действия транскрипционного фактора Оct4 в поддержании плюрипотентности стволовых клеток млекопитающих

• Автор: Томилин, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.25
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Эмбриональные стволовые ЭС клетки, впервые полученные в е годы из ранних эмбрионов мыши, уже на протяжении более чем двух десятилетий остаются важным инструментом для изучения функции генов методом нокаута. Признание важности этою открытия нашло свое отражение в Нобелевской премии за г. Эвансу, Капскки и Смитису. Изолированные из внутренней клеточной массы бластоцисты, ЭС клетки способны неограниченно долго делиться в культуре, а также подвергаться генетическому манипулированию мутагенезу через гомологичную рекомбинацию или введение траисгенов, сохраняя свои свойства. Путм изменения условий культивирования можно добиваться дифференцировки ЭС клеток i vi практически во все клеточные типы тканей взрослой мыши за исключением двух внезародышевых клеточных типов трофэктодермы и первичной эндодермы. После подсадки в доимплантационные эмбрионы, ЭС клетки способны встраиваться в ткани, происходящие из всех трех зародышевых листков и, что существенно для успешного проведения генного нокаута, в линию половых клеток, обеспечивая, таким образом, передачу введенных генных мутаций следующему поколению. Описанные свойства обозначаются словом плюрииогентность, Неотъемлемым компонентом регулярного аппарата ядра, обеспечивающим поддержание плюрипотснтности, является доменсодержащий транскрипционный фактор 4. В г. Томсоном были впервые получены ЭС клетки человека . Вопрос о том, являются эти клетки действи тельно ЭС клетками в полном смысле этого слова, остается до сих пор отрытым, а получение доказательства их плюрипотентности через способность дифференцироваться во все зародышевые листки i viv после подсадки в ранние эмбрионы по известным причинам на человеке невозможно. Однако некоторые признаки, такие как независимость от I и зависимость от при культивировании позволяет скорее отнести их к эпибластнмм стволовым клеткам ЭпиС, от англ. На сегодняшний день получены уже несколько десятков линий ЭС клеток человека, стали известны некоторые молекулярные и генетические аспекты механизма регуляции самообновления и плюрипотентности ЭС клеток мыши и человека, идут широкомасштабные работы по оптимизации методов их дифференцировки в различные клеточные типы. Однако очевидны и серьзные ограничения, заметно отдаляющие перспективу применения ЭС клеток в клинической практике, какими являются а туморогениость и б отсутствие этих клеток во взрослом организме с возникающей вследствие этого проблемой иммунной несовместимости при аллогенной трансплантации дифференцированных производных от уже полученных человеческих ЭС линий. Первая трудность пока еще ждет своего решения, тогда как для решения второй уже предложены несколько подходов. Вопервых, создание банков человеческих ЭС клеток, охватывающих все типы, поможет решить эту проблему, но это, повидимому, будет если будет реализовано только в отдаленной перспективе. Вовторых, терапевтическое клонирование было предложено как альтернативный метод получения аутологичных пациентсовместиммх ЭС клеток. При гаком подходе ядра соматических клеток пациента подсаживают в безъядерные ооцигы. ЭС клетки затем получают в культуре из развившихся клонированных бластоцист. Это весьма дорогостоящий и малоэффективный метод, который к тому же предполагает уничтожение доимнлантационных человеческих эмбрионов, что запрещено в некоторых странах по этическим соображениям. Поэтому получение аутологичных ЭС или подобных клеток непосредственно из соматических клеток пациента, не прибегающее к терапевтическому клонированию, представлялось крайне актуальным. Подобная идея доказала свою состоятельность, когда одна группа из Киотского университета путем простого перебора различных комбинаций из генов, экспрессия которых ассоциирована с ЭС фенотипом, показала возможность индукции плюрипотентного состояния соматических клеток МЭФ при помощи форсированной генной экспрессии i , . Как оказалось, экспрессии 4 транскрипционных факторов 4, x2, сМус и КИ4, доставленных в фибробласты при помощи ретровирусных векторов, на протяжении нескольких дней было достаточно для получения иПС клеток.