Написать администратору       Карта сайта       Перейти на форум      


 


Поддержка проекта fiziolive.ru





Человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки для моделирования сердечно-сосудистых заболеваний

Обзор публикации
Полную электронную версию данной статьи на английском языке можно найти в Интернете по адресу:
http://www.regenmedres.com/content/2/1/4

Резюме

Изобретение технологии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) позволяет конкретного пациента, зрелые соматические клетки должны быть преобразованы в неограниченном количестве плюрипотентных стволовых клеток (ЭСК). Эти иПСК может быть в свою очередь дифференцируются в любой тип клеток, включая нейроны, сердечных клеток, клеток поджелудочной железы, клетки печени, клетки крови или эритроцитами. Хотя сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются ведущей причиной смерти в мире, ограничено клеток вывод и количество клеток в сердечной ткани затрудняет изучение ССЗ, используя существующую модель клеток сердца. Дифференцируя конкретного пациента в ИПСК в кардиомиоциты, ученые могут генерировать IPSC основе "болезнь в блюдо" модели и использовать их, чтобы лучше понять механизм болезни. Здесь мы рассматриваем текущий прогресс в использовании IPSC полученных из кардиомиоцитов, чтобы моделировать человека ССЗ.

Ключевые слова:

Стволовые клетки; Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки; Сердечно-сосудистые заболевания; Моделирование болезни

Плюрипотентные стволовые клетки (ЭСК) для поступательного развития медицины

Недавно человеческие эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), используемые в качестве плюрипотентных клеток, были широко считается полезным ресурсом в трансляционной медицины. В 1998 году ЭСК были изолированы от внутренних клеток бластоцисты и характеризуется тем, что их плюрипотентности и самообновления [ 1 ]. В отличие от взрослых стволовых клеток, ЭСК могут быть дифференцированы в различных типов функциональных элементов. Применения ЭСК в поступательного медицины, однако, противоречивы и трудно подавить иммунологическую отказ в чЭСК основе терапии [ 2 ].

IPSC: игра-чейнджер

Две группы (группа Яманака в Киотском университете и группы Thomson в Университете штата Висконсин) отдельно сообщил, что соматические клетки могут быть успешно перепрограммировали в ИПСК, маркировка важной вехой в исследованиях стволовых клеток [ 3 , 4 ]. В каждом исследовании, четыре транскрипционные факторы были использованы для индукции. Группа Яманаки выбран Oct3 / 4, Sox2, Klf, и с-Мус [ 3 ], в то время. Группа Томсона используется Oct3 / 4, Sox2, Nanog и Lin28 [ 4 ]. Это позволило исследования перепрограммировать зрелые соматические клетки, полученные от пациентов и генерировать неограниченное количество УИК, которые в свою очередь, может быть дифференцированы в различные типы клеток, необходимых, например, нейроны, сердечных клеток, клеток поджелудочной железы, клетки печени, клетки крови или эритроцитами для моделирования заболевания, скрининг лекарств и клеточной терапии [ 5 - 10 ]. плюрипотентных клеток есть несколько ключевых преимуществ: они избегают этические проблемы, которые преследуют поле эмбриональных стволовых клеток, и они терпеливы конкретных, обеспечивая тем самым мощный инструмент для поступательного медицины.

IPSC сердечно-сосудистых заболеваний

Непосредственное применение ИПСК является создание для пациента конкретные модели генетического заболевания в пробирке. Эти модели полезны для понимания механизма физиологии и патологии болезни, проверка терапевтические мишени, и скрининг лекарств / открытие. CVD, более известный как болезнь сердца, охватывает все сердца и кровеносных сосудов заболевания. CVD является ведущим в мире причиной смерти; все больше людей ежегодно умирают от сердечно-сосудистых заболеваний, чем от любой другой причины, по оценкам, 17,3 млн человек умирают в 2008, что составляет 30% всех случаев смерти в мире. CVD включает в себя широкий спектр заболеваний, таких как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, острый инфаркт миокарда, заболевания клапанов сердца, сердечной недостаточности, кардиомиопатии, аритмии, гипертонии и врожденных пороков сердца. Дифференцируя конкретного пациента ИПСК в конкретного пациента кардиомиоцитов, исследователи могут генерировать IPSC основе "болезнь в блюдо" модели и использовать их, чтобы лучше понять механизм заболевания и разработать новые терапевтические [ 11 , 12 ]. Ионные каналы порообразующий мембранных белков, чьи функции позволяют им работать как биологические микро-машины по созданию потенциала покоя, потенциалов форма действий, а также управлять возбудимость нейронов, клеток сердца и мышечных клеток, таким образом, играет важную роль в функционального регулирования сердечно-сосудистой системы.

Внешние токи (например, I кс, и я кр кодируется Kcnq1 и человеческого эфир-A-Go-го-родственный ген (HERG) гена, соответственно) способствовать реполяризации сердца потенциалов действия, который помогает принести мембранных потенциалов обратно в покоя Уровень и прекратить желудочка сокращение. Сроки этих repolarizing токов (I кс, и я КР) имеет решающее значение. Несоблюдение реполяризовать из-за унаследованных мутаций в Kcnq1 или гена HERG, или лекарственно-индуцированных I кс, и я кр запреты, например, может привести к отклонениям в потенциалов действия, тем самым вызывая синдром длительного интервала QT (тип 1 или 2). Моретти и др. [ 13 ] были ранним примером, биопсия кожи от пациентов с длительно QT синдрома Тип 1 (LQT-1), перепрограммирования их клетки в ИПСК, а затем дифференцируя эти ИПСК в клетках сердца. Эти конкретного пациента кардиомиоциты перечислил основные клинические проявления фенотипа "Длинные QT ' [ 13 ]. Используя аналогичный подход, [ 14 ] успешно смоделированы Длинные QT синдром типа 2 (LQT-2). Эти исследования четко установлено IPSC полученных из кардиомиоцитов в качестве мощного инструмента для обнаружения наркотиков и персонализированной медицины [ 15 ]. На сегодняшний день, модели IPSC были использованы для моделирования большого количества генетических нарушений ритма, включая LQT синдромов, катехоламинергическая полиморфные желудочковая тахикардия (CPVT), аритмогенному правого желудочка кардиомиопатии (ОРВИ), и перекрывают друг друга синдром [ 14 , 16 - 24 ].

Количество генетических кардиомиопатии были также изучены с помощью ИПСК [ 25 ]. генерируется ИПСК, полученные из клеток кожи пациентов в семье с наследственными дилатационная кардиомиопатия (DCM), несущий мутацию в гене TNNT2, ген кодирует тип тропонина Т 2 (сердца), который является тропомиозин связывания субъединицы тропонина комплекса и мутации в этом гена были связаны с дилатационной кардиомиопатией семейной гипертрофической кардиомиопатии, а также рестриктивной кардиомиопатии [ 25 ]. По сравнению с кардиомиоцитов, полученных из ИПСК здоровых людей в одной и той же семьи, кардиомиоцитов, образованных из ИПСК пациентов DCM показали возросшее гетерогенную организацию myofilament, восприимчивость к стрессу, подорвала способность регулировать поток кальция и снижение сократительной силы. Совсем недавно, Lan др. сообщил моделирования знакомый гипертрофическая кардиомиопатия (HCM) [ 26 ]. Были получены конкретного пациента, вызванные кардиомиоциты клеток плюрипотентные стволовые (IPSC-CMS) из семьи когорты десять членов, несущие наследственную HCM миссенс мутации (Arg663His) в MYH7 гена. Этот ген кодирует миозина тяжелой бета-цепь (MHC-β) изоформы, выраженной в основном в центре. Больной IPSC-CMS перечислил многочисленные аспекты фенотипа HCM в том числе сотовой расширения, нарушение Ca 2+ обработки и сократительной аритмии на уровне одной клетки.

В дополнение к этим ранним началом сердечно-сосудистых заболеваний, моделируемых IPSC, полученных из кардиомиоцитов упоминалось выше, Ким и др. впервые продемонстрировали модели с поздним началом заболевания с использованием ОРВИ / C конкретного пациента ИПСК, в которых пациенты не имеют клинического фенотипа до достижения ребенком совершеннолетия [ 27 ]. Несколько групп сообщили, что плюрипотентных клеток также могут быть дифференцированы в функциональные эндотелиальных клеток (ECS) или гладкомышечных клеток сосудов (СМЦ), которые могут пролить новый свет вверх на понимании механизмов различных сосудистых заболеваний, таких как гипертония, легочная предсердий гипертензии (ЛАГ ), ишемическая болезнь сердца, диабетическая кардиомиопатия. Там, однако, меньше сосудистых заболеваний моделируется с помощью ИПСК поблагодарить сердечно-сосудистые заболевания [ 28 - 32 ]. Киннер и др. генерируемые иПСК от пациента с аневризмой и стеноз легочной артерии, который был страдает от Williams-Beuren синдрома (WBS), редкого генетического развития нервной системы расстройство, которое может вызвать сердечно-сосудистые заболевания [ 33 ]. Интересно, что СПП конкретного пациента плюрипотентных клеток, полученных ГМК демонстрируют незрелые пролиферативный фенотип с пониженной функциональной и сократительных свойств по сравнению со здоровыми управления, тем самым Резюмируя фенотип болезни человека. Кроме того, они показали, что длительное лечение (5 дней) антипролиферативного рапамицина наркотиков может спасти фенотип болезни, обеспечивая привлекательный терапевтическим кандидатом для пациентов с WBS-сосудистой стеноза.

Обзор и выводы

Растущее число научно-исследовательских групп использовали ИПСК моделировать ССЗ. Остается неясным больные IPSC-полученные кардиомиоциты показать заболевания фенотипы в пробирке и насколько схожи в фенотипов пробирке их клинических эквивалентов. Следует отметить, что полученные Ipsc-кардиомиоциты морфологически и электрофизиологически незрелые сравнению с аналогами у взрослых людей. Несколько исследований были сосредоточены на разработке methologies для получения более зрелых кардиомиоцитов, образованных из ИПСК [ 34 ]. Ipsc-производные кардиомиоциты также смесь 3 подтипов клеток (желудочка, как, предсердий, как, узловое-подобный). Все три метода дифференциации в том числе формирование эмбриональных тела, энтодермальную индукции и направленный метод дифференциации отражает эти недостатки. Будущие проблемы будут сосредоточены на том больные модели IPSC может достоверно отражать фенотипы болезни.

Опубликованные исследования IPSC воспроизводить только фенотипы заболеваний и наркотики, которые уже сообщили, используя другие подходы, такие как модели трансгенных животных или первичных клеток. Кроме того, большинство из опубликованных модели заболевания IPSC работ являются те, которые смотрели в аритмических расстройств, проводимых ионные генов канал мутации. Чтобы продемонстрировать мощь ИПСК, ученые должны получить больше механистические идеи, открыть новые цели наркотиков, и исследовать более сложные сердечно-сосудистых заболеваний. В заключение, хотя IPSC-исследовательской сердечно-сосудистые заболевания находится в зачаточном состоянии, дальнейшее совершенствование и стандартизация методов культивирования может привести к более широкому пониманию механизмов сердечно-сосудистых заболеваний.

Доступна английская версия статьи здесь

Полную электронную версию данной статьи на английском языке можно найти в Интернете по адресу:
http://www.regenmedres.com/content/2/1/4


<< Назад: Научно-популярная информация из области клонирования и стволовых клеток


На страницу назад    Наверх

Если Вам понравился наш проект, Вы можете помочь его реализации:
Хочу узнать, как можно помочь?

 



Возможно, Вам будут интересны и другие разделы нашего сайта:


На Главную

 На Главную
Гигиена
 Гигиена
 
Долголетие
 Долголетие
Здоровый секс
 Отношения полов
Клонирование
 Клонирование
 
Косметика
 Косметика
Культура
 Культура
 
Курорты и отдых
 Курорты и отдых
Валеология о массаже
 Массаж
 
Питание
 Питание Диеты
Погодные условия
 Погодные условия
Психология
 Психология
Реабилитация
 Реабилитация
Уход за больными
 Уход за больными
Физкультура и спорт
 Физкультура и спорт
Фитнес центры
 Фитнес центры
Разное о валеологии
 Разное
На Форум
На Форум
 


 
Все лечебные диеты в одном месте
Rambler's Top100

Версия all4-8