معلومة

كيف تنقسم الخلايا الجسدية المتمايزة للبالغين؟


يقول كتابي المدرسي (وهو التكنولوجيا الحيوية بقلم ديفيد بي كلارك) ، عند الحديث عن رسم خرائط مصير الخلايا الجذعية المحتملة:

"إذا كانت الخلية المميزة ليست خلية جذعية ، فلن يتم تمرير العلامة إلى المتحدرين لأن الخلايا الجسدية المتمايزة الطبيعية لا تنقسم عن طريق الانقسام."

ثم يذهب ليقول:

"معظم الخلايا المتمايزة البالغة لا تنقسم على الإطلاق وتعتبر لاحقة للتضخم."

إذن هناك بعض الخلايا الجسدية المتمايزة التي تنقسم ، ولكن ليس عن طريق الانقسام؟ إذن ما هو المصطلح الفني لتقسيمهم؟

هنا لقطة من المقطع:


لا توجد آلية بديلة معروفة للانقسام السليم للخلايا بصرف النظر عن الانقسام والانقسام الاختزالي في الحيوانات. أعتقد أن هذه صياغة مؤسفة حيث يحاول المؤلف إدخال مصطلح "postmitotic". سبب قول "عظم الخلايا المتمايزة البالغة "لأن بعض الخلايا عند البالغين تعتبر متمايزة ولكنها لا تزال تتكاثر في ظل ظروف معينة ، مثل خلايا الجهاز المناعي التكيفي على سبيل المثال.

قد يكون أيضًا أن المؤلف يحاول أن يكون شديد الحذر لأن هناك خلايا تقسم أجزاء من نفسها وتطلقها. يمكن اعتبار هذه الآليات انقسامًا للخلايا بمعنى ما ولكنها ليست انقسامًا ولا انقسامًا. ومن الأمثلة على ذلك إطلاق الصفائح الدموية بواسطة الخلايا العملاقة وإطلاق الحويصلات خارج الخلية بواسطة الخلايا التي تخضع لموت الخلايا المبرمج.


يمكن لخلايا الثدييات أن تفعل إما الانقسام أو الانقسام الاختزالي. اعتمادًا على السياق ، قد يكون الانقسام الاختزالي خيارًا ولكن هذا ليس هو الحال عادةً ، والعديد من المقالات لا تنص عليه صراحةً عندما تشير إلى الانقسام الفتيلي.

أنا أفهم حيرتك. كل ما يمكنني التفكير فيه هو أنه ربما كان المقطع يشير إلى حقيقة أن الخلايا الانتصافية ليست متعددة القدرات مثل بعض الخلايا الجذعية الأخرى.


الخلايا الجذعية البالغة

الخلايا الجذعية البالغة هي خلايا غير متمايزة ، توجد في جميع أنحاء الجسم بعد التطور ، والتي تتكاثر عن طريق انقسام الخلايا لتجديد الخلايا الميتة وتجديد الأنسجة التالفة. يُعرف أيضًا باسم الخلايا الجذعية الجسدية (من اليونانية σωματικóς ، بمعنى من الجسم) ، يمكن العثور عليها في الأحداث والحيوانات البالغة والبشر ، على عكس الخلايا الجذعية الجنينية.

الاهتمام العلمي بالخلايا الجذعية البالغة يتركز حول خاصيتين رئيسيتين. الأول ، هو قدرتها على الانقسام أو التجديد الذاتي إلى أجل غير مسمى ، وثانيًا ، قدرتها على توليد جميع أنواع الخلايا في العضو الذي نشأت منه ، ومن المحتمل أن تجدد العضو بأكمله من عدد قليل من الخلايا. [1] على عكس الخلايا الجذعية الجنينية ، لا يعتبر استخدام الخلايا الجذعية البشرية البالغة في البحث والعلاج أمرًا مثيرًا للجدل ، لأنها مشتقة من عينات الأنسجة البالغة وليس من الأجنة البشرية المخصصة للبحث العلمي. تتمثل الوظائف الرئيسية للخلايا الجذعية البالغة في استبدال الخلايا المعرضة لخطر الموت نتيجة المرض أو الإصابة والحفاظ على حالة التوازن داخل الخلية. [2] هناك ثلاث طرق رئيسية لتحديد ما إذا كانت الخلية الجذعية البالغة قادرة على أن تصبح خلية متخصصة. [3] يمكن تسمية الخلايا الجذعية البالغة في الجسم الحي وتعقبها ، يمكن عزلها ثم إعادة زرعها في الكائن الحي ، ويمكن عزلها في الجسم الحي والتلاعب بهرمونات النمو. [4] تمت دراستها بشكل أساسي على البشر وكائنات نموذجية مثل الفئران والجرذان.


تمايز الخلايا

يشير تمايز الخلايا إلى العملية التي تنتج فيها الخلايا من نفس المصدر تدريجياً مجموعات خلايا ذات هياكل مورفولوجية وخصائص وظيفية مختلفة. نتيجة لذلك ، تختلف الخلايا من الناحية المكانية ، وتختلف الخلايا نفسها في الوقت عن حالتها السابقة. جوهر تمايز الخلايا هو التعبير الانتقائي للجينوم في الزمان والمكان. يتم تشغيل أو إيقاف التعبير عن الجينات المختلفة ، وأخيراً ، يتم إنتاج البروتين الأيقوني. بشكل عام ، عملية تمايز الخلايا لا رجعة فيها. ومع ذلك ، في ظل ظروف معينة ، تكون الخلايا المتمايزة أيضًا غير مستقرة ، ويمكن أيضًا أن تخضع أنماط التعبير الجيني الخاصة بها لتغييرات قابلة للعكس وتعود إلى حالتها غير المتمايزة. هذه العملية تسمى عدم التمايز. تشمل ميزات تمايز الخلايا ما يلي: تظهر إمكانات التمايز تدريجياً مع تطور الفرد. أثناء التطور الجنيني ، تتغير الخلايا تدريجياً من "شامل" إلى "متعدد الطاقة" ، وأخيراً إلى "طاقة أحادية" ، وهي القاعدة العامة لتمايز الخلايا. في عملية التطور الفردي ، تحتوي الخلايا البيولوجية متعددة الخلايا على كل من التمايز الزمني والتمايز المكاني الذي يتوافق مع حالة وسرعة انقسام الخلية ، ويجب أن يعتمد التمايز على الانقسام ، أي أن التمايز أمر لا مفر منه مع الانقسام ، ولكن التقسيم لا تحتاج الخلايا بالضرورة إلى التفريق. كلما زادت درجة التمايز ، كلما كانت القدرة على تقسيم تمايز الخلية أسوأ. في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، من المستحيل عمومًا عكس الخلايا التي تمايزت إلى نوع محدد ومستقر إلى حالة غير متمايزة أو أن تصبح أنواعًا أخرى. تمايز الخلايا هو بلاستيك ، والخلايا المتمايزة تدخل الحالة غير المتمايزة أو تنتقل إلى نوع آخر من الخلايا في ظل ظروف خاصة.

تمايز الخلايا وعوامل التنظيم ذات الصلة

الخلايا الجذعية الجنينية (الخلايا الجذعية الجنينية) لديها القدرة على التطور إلى أنواع مختلفة من الخلايا. في ظل ظروف مناسبةفي المختبريمكن أن تتكاثر في حالة غير متمايزة ، مما يوفر مصدرًا للخلايا للبحث عن الخلايا الجذعية الجنينية وتطبيقها. سوف تتمايز الخلايا الجذعية الجنينية للفأر المعالجة بحمض الريتينويك إلى خلايا سلفية عصبية ثم تعالج بمضاد جزيء صغير خاص بـ Shh Hh-Ag 1. 3 للتمايز إلى الخلايا العصبية الحركية. هوري وآخرونأكد أن مثبط PI3-K LY294002 يمكن أن يعزز تمايز الخلايا الجذعية الجنينية المستنبتة في خلايا منتجة للأنسولين ، ويوضح أيضًا أن الخلايا المتمايزة يمكنها تحسين مستويات الأنسولين في الجسم الحيمنع فقدان الوزن ، والتحكم في تركيز الجلوكوز في الدم. تاكاهاشيوآخرونوجد أن حمض الأسكوربيك يمكن أن يعزز بشكل فعال تمايز الخلايا الجذعية الجنينية إلى خلايا عضلة القلب. وووآخرون. قام مؤخرًا بتركيب وفحص العديد من المكتبات الكيميائية للجزيئات الصغيرة التي يمكن أن تحفز الخلايا الجذعية الجنينية للفأر بشكل فعال على التمايز إلى خلايا عضلية القلب عن طريق التوليف الكيميائي التوافقي والحصول على سلسلة من مركبات ثنائي أمينوبريميدين مع مثل هذا الحث التوجيهي. هيرونوري وآخرون. كما استخدمت تقنية ميكروأري للكشف عن تمايز الخلايا الجذعية الجنينية. بالطبع ، نظرًا لوجود مشكلات التوافق المناعي ، يجب أن تكون سلامة زراعة الخلايا الجذعية الجنينية تقييمًا شاملاً وموضوعيًا ومتعمقًا. تُشتق الخلايا اللحمية لنخاع العظم (MSCs) من الأديم المتوسط ​​ويمكن أن تتمايز إلى خلايا الأديم المتوسط ​​مثل بانيات العظم والخلايا الغضروفية وخلايا الأوتار والخلايا الدهنية والخلايا اللحمية تحت ظروف تحريض معينة يمكن أن تتمايز إلى خلايا الأرومة العصبية للأديم الظاهر والخلايا البيضاوية الكبدية من الأديم الباطن. نظرًا لمصدرها الواسع للمواد وانخفاض درجة الرفض المناعي أثناء الزرع ، فهي خلية مستهدفة للعلاج باستبدال الخلايا مع التطبيق السريري الجيد. أجريت العديد من مجموعات البحث في المختبرتجارب التمايز من MSCs تحت في المختبرظروف الثقافة. وودبري وآخرون. نجح في تحفيز تحويل الخلايا الجذعية السرطانية إلى خلايا عصبية باستخدام مركب-مركابتوإيثانول (BME) وثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) وهيدروكسي يانيزول بوتيل (BHA) والتعبير عن علامات خاصة بالخلايا العصبية. دينغوآخرون.الجمع بين استخدام إيزوبوتيل ميثيل زانثين (آي بي إم إكس) وثنائي بيوتيل أدينوسين أحادي الفوسفات (dbcAMP) لزيادة مستويات cAMP داخل الخلايا وتحويل الخلايا الجذعية السرطانية إلى خلايا تشبه الخلايا العصبية. يمكن أن تتمايز الخلايا الجذعية السرطانية إلى بانيات العظم تحت تحريض الديكساميثازون والصوديوم 8-جلسروفوسفات وفيتامين سي.يمكن للديكساميثازون أن ينظم التعبير الجيني في الخلايا المتباينة ويعزز التحول إلى بانيات العظم عن طريق تعزيز تقارب مستقبلاته مع تسلسل الهدف الجينومي. إنه مكون أساسي للتمايز العظمي للخلايا الجذعية السرطانية في المختبر، وفيتامين سي هو أيضًا محفز مهم. يمكن للأمفوتريسين B أن يفرق الخلايا الجذعية السرطانية إلى خلايا عضلية ، وقد استخدم بعض العلماء الخلايا MSCs من الفئران لإجراء تمايز العضلات. لقد وجد أن كلا من 5-azacytidine و 5-az-2-deoxycytidine يمكن أن يعزز MSCs لتمايز العضلات. حاليًا ، المحرضات التي تحفز تمايز الخلايا الجذعية السرطانية إلى خلايا تشبه الخلايا العصبية هي في الأساس مضادات الأكسدة وحاصرات قنوات الكالسيوم. قد ترتبط مضادات الأكسدة بمستقبلات معينة على سطح الخلايا الجذعية السرطانية ، وبالتالي تبدأ واحدًا أو أكثر من مسارات الإشارات التي تتمايز في النهاية إلى الخلايا العصبية. على سبيل المثال ، أظهرت MSCs المعالجة بمركب الجزيء الصغير D609 تغيرات مورفولوجية كبيرة ، مما يدل على أن مضادات الأكسدة D609 يمكن أن تحفز الخلايا الجذعية السرطانية على التمايز إلى خلايا تشبه الخلايا العصبية. استخدمت معظم التجارب في السنوات الأخيرة بعض مضادات الأكسدة ، ويحتوي الطب الصيني التقليدي سالفيا ميلتوريزا على العديد من المكونات المضادة للأكسدة مثل التانشينون وحمض السلفيانوليك الكلي. كينجتاو وآخرون. يسببها القرد MSCs مع cryptotanshinone. تم تحليل الخلايا المستحثة بواسطة الكيمياء الخلوية المناعية ، وكانت NSE و NF موجبة ، وكان تعبير GFAP سالبًا. لأن سالفيا ميلتوريزا هو دواء صيني تقليدي شائع الاستخدام لتنشيط الدورة الدموية وإزالة الركود ، فليس له أي آثار جانبية سامة وهو آمن ، لذلك فهو ذو قيمة عملية عالية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأدوية العشبية الصينية مثل أنجليكا الصينية ، والجينسنغ ، وجاستروديا إيلاتا ، واستراغالوس أن تحفز الخلايا الجذعية السرطانية على التمايز إلى خلايا عصبية لأن هذه المكونات الطبية الصينية لها تأثيرات مضادة للأكسدة مماثلة لمركابتوإيثانول β. يمكن أن تخفف حاصرات قنوات الكالسيوم الضرر الناجم عن تدفق الكالسيوم أثناء إصابة الحبل الشوكي والحبل البصري. له تأثيرات وقائية على الخلايا العصبية ، مثل إجمالي الصابونين من Panax notoginseng و ligustrazine و berberine. البربرين هو مانع قنوات الكالسيوم الذي يحمي الخلايا العصبية. تمتلك الخلايا الجذعية الوسيطة للنخاع العظمي إمكانات تمايز متعددة الاتجاهات بالإضافة إلى بيئتها المكروية المكونة للدم. في ظل ظروف معينة ، يمكن أن تتمايز إلى بانيات العظم والخلايا الدهنية وخلايا العضلات والخلايا الشبيهة بالخلايا العصبية. الخلايا الجذعية العصبية (NSCs) هي خلايا يمكن أن تتمايز إلى خلايا عصبية وخلايا نجمية وخلايا قليلة التغصن ، قادرة على التجديد الذاتي وقادرة على إنتاج كميات كبيرة من خلايا الأنسجة العصبية. لديها مجموعة متنوعة من إمكانات التمايز وقدرات التجديد الذاتي. تُعرف حاليًا الطبقة الفرعية ، والحصين ، والتلفيف المسنن بالقرب من البطين الجانبي على أنها أكثر المواقع تركيزًا للخلايا الجذعية العصبية في الجهاز العصبي للثدييات البالغة. يعتمد تطور الخلايا الجذعية العصبية وتمايزها على الجينات المحددة في مواقع وجداول زمنية محددة ويتم تنظيمها بواسطة عوامل التغذية العصبية والبيئة الداخلية. من الناحية النظرية ، يمكن أن يُعزى أي نوع من أمراض الجهاز العصبي المركزي إلى اضطراب في وظيفة الخلايا الجذعية العصبية. بسبب وجود الحاجز الدموي الدماغي ، لا ينتج الدماغ والحبل الشوكي رفضًا مناعيًا بعد زرع الخلايا الجذعية في الجهاز العصبي المركزي. على سبيل المثال ، يمكن لزرع خلايا دماغية تحتوي على خلايا منتجة للدوبامين في دماغ مرضى متلازمة باركنسون علاج أجزاء من أعراض المريض. يمكن أن يعزز Ginkgolide B تمايز الخلايا الجذعية العصبية المستنبتة إلى خلايا عصبية. دينغ ينغ وآخرون.تسبب في تمايز الخلايا الجذعية العصبية المستزرعة مع جينكجوليد ب. وأظهرت النتائج أن جينكجوليد ب عزز تمايز الخلايا الجذعية العصبية إلى خلايا تشبه الخلايا العصبية بتركيز معين. يستخدم المعيار الأخضر SNP كمانح لـ NO خارجي لدراسة تأثير NO على تمايز الخلايا الجذعية العصبية. لقد وجد أن NO يمكن أن يعزز تمايز الخلايا الجذعية العصبية ويعزز تطور المحاور بعد تمايز الخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ساليسيلات الصوديوم له تأثير تنظيمي كبير على تعبير بروتين GABA و Glu في الخلايا العصبية للأكيمة السفلية. يين شيهوا وآخرون وجد أن ساليسيلات الصوديوم يعزز تمايز الخلايا الجذعية العصبية في الخلايا العصبية Gluergic ويمنع تمايز الخلايا الجذعية العصبية إلى الخلايا العصبية ergic GABA. يعد تنظيم تمايز الخلايا الجذعية العصبية وتمايزها موضوعًا رئيسيًا في أبحاث الخلايا الجذعية العصبية. يمكن استخدام تقنيات زراعة الخلايا الجذعية العصبية لمراقبة النشاط العصبي لبعض المركبات الطبيعية والمركبات الاصطناعية وتوفير أساس نظري لتطوير الأدوية العلاجية للجزيئات الصغيرة.

وظيفة تمايز الخلايا

لقد قدم لنا التطور السريع لبيولوجيا الخلايا الجذعية دعمًا قويًا لفهم آليات التنظيم الجزيئي الدقيقة في تطور الكائنات الحية ، بالإضافة إلى علاجات جديدة للسرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية والدماغ والأوعية الدموية والأمراض التنكسية العصبية والسكري وأمراض أخرى . جلبت الآمال إلى الأمراض العصبية. لذلك ، قبل تطبيق الإمكانات العلاجية للخلايا الجذعية على نطاق واسع في العيادة ، من الضروري أن يكون لديك فهم أعمق للخصائص والآليات التنظيمية لتكاثر الخلايا الجذعية وتمايزها التي تحدد مصير الخلايا الجذعية ، من أجل البقاء والتكاثر من خلال الخلايا الذاتية. الخلايا. يعمل التمايز والهجرة على تنشيط آلية التجديد الخاصة بالكائن الحي لتحقيق الغرض من علاج المرض. على الرغم من فحص الجزيئات الصغيرة لتطوير الأدوية الجديدة وأبحاث بيولوجيا الخلية على أساس الخلية لعقود ، فقد تم التعرف على أهمية هذه الجزيئات الصغيرة في أبحاث الخلايا الجذعية. يمكن التحكم في وسائل علم الوراثة الكيميائية وعكسها - يمكن إضافة مركبات جزيئية صغيرة أو إزالتها في أي وقت لبدء تفاعلات معينة أو مقاطعتها. تعمل معظم مركبات الجزيئات الصغيرة بسرعة كبيرة على البروتينات ، مما يسمح بالكشف في الوقت الفعلي. علاوة على ذلك ، من خلال التحكم في تركيز المركب ، يمكن تحليل حركية الجزيء المستهدف الذي يعمل عليه. ويمكن استخدام مركب جزيء صغير مماثل على نطاق واسع للتأثير على عملية أو وظيفة معينة لكائنات مختلفة. ومع ذلك ، بغض النظر عن كيفية شرح الآلية الخاصة لعمل هذه الجزيئات الصغيرة ، فإن الجزيئات الصغيرة يمكن أن تحفز بشكل فعال تمايز الخلايا الجذعية في المختبر لها نفس التأثيرفي الجسم الحي، ولن تتغير وظيفة الخلايا المعالجة بهذه الجزيئات الصغيرة مقارنة بالخلايا الطبيعية. مما لا شك فيه أن تحديد وفحص المزيد والمزيد من الجزيئات الصغيرة التي تحدد مصير الخلايا الجذعية سيعزز بشكل كبير تطوير بيولوجيا الخلايا الجذعية وتطوير الأدوية المتجددة.

  1. Asaoka Y، Hata S، Namae M، وآخرون. يتحكم مسار فرس النهر في التبديل بين تكاثر الخلايا السلفية للشبكية وتمايز الخلايا المستقبلة للضوء في أسماك الزرد. بلوس واحد. 2014 ، 9 (5) e97365.
  2. Cerdáesteban N، Spagnoli F M. لمحة عن Hox وحكاية تنظيم تمايز الخلايا وإعادة برمجتها. ديناميات التنمية. 2014, 243(1):76-87.
  3. Regalo G ، Leutz A. تمايز خلايا القرصنة: إعادة توجيه النسخ في إعادة البرمجة ، وخيانة النسب ، والحؤول. إمبو الطب الجزيئي. 2013, 5(8):1154-1164.

إيفانز سي إم ، جينر آر جي.تفاعل عامل النسخ في تمايز الخلايا التائية المساعدة. إحاطات في علم الجينوم الوظيفي. 2013, 12(6):499-511.


مراجعة الفصل

أحد المجالات الرئيسية للبحث في علم الأحياء هو كيفية تخصص الخلايا لتولي هياكلها ووظائفها الفريدة ، حيث أن جميع الخلايا تنشأ أساسًا من بويضة واحدة مخصبة. تمايز الخلايا هو عملية تخصص الخلايا مع تطور الجسم. الخلية الجذعية هي خلية غير متخصصة يمكن أن تنقسم بلا حدود حسب الحاجة ويمكن ، في ظل ظروف معينة ، أن تتمايز إلى خلايا متخصصة. تنقسم الخلايا الجذعية إلى عدة فئات حسب قدرتها على التمايز. بينما تحتوي جميع الخلايا الجسدية على نفس الجينوم بالضبط ، فإن أنواع الخلايا المختلفة تعبر فقط عن بعض هذه الجينات في أي وقت. هذه الاختلافات في التعبير الجيني تملي في النهاية الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية الفريدة للخلية. الآلية الأساسية التي تحدد الجينات التي سيتم التعبير عنها وأيها لن يتم التعبير عنها هي من خلال استخدام بروتينات عامل النسخ المختلفة ، والتي ترتبط بالحمض النووي وتعزز أو تعوق نسخ الجينات المختلفة. من خلال عمل عوامل النسخ هذه ، تتخصص الخلايا في واحد من مئات الأنواع المختلفة من الخلايا في جسم الإنسان.


البالغين / الخلايا الجذعية الجسدية

الخلايا الجذعية البالغة هي خلايا غير متمايزة توجد بين خلايا متمايزة في نسيج أو عضو. لديهم القدرة على تجديد أنفسهم والتمييز إلى أنواع خلايا متخصصة. ليس مثل الخلايا الجذعية الجنينية التي يمكن أن تصبح جميع أنواع الخلايا ، فإن الخلايا الجذعية البالغة تقتصر على التمايز إلى أنواع خلايا متميزة من أنسجتها الأصلية ، وبالتالي فهي خلايا جذعية متعددة القدرات أو أحادية القوة. الأدوار الأساسية للخلايا الجذعية البالغة هي الحفاظ على الأنسجة التي تتواجد فيها وإصلاحها. تعد الخلايا الجذعية البالغة نادرة وعادة ما تكون صغيرة العدد ، ولكن يمكن العثور عليها في عدد من الأنسجة المختلفة للكائن البالغ.

الأكثر دراسة هي مجموعات الخلايا الجذعية الموجودة في نخاع العظام (المكونة للدم و MSCs) والأمعاء والجلد ، ولكن هناك مجموعات متميزة تقيم في العديد من الأعضاء الأخرى ، مثل الجهاز العصبي المركزي أو الكبد أو الغدة الثديية أو أنسجة الأسنان. تظهر مجموعات الخلايا الجذعية البالغة المتنوعة علامات مميزة وتتأثر بمسارات الإشارات المختلفة (Wnt و Notch و Shh و إلخ.). تتأثر الخلايا الجذعية في الأنسجة الفردية ليس فقط بنشاط الإشارات الخاص بها ، ولكنها تتفاعل أيضًا مع البيئة المحددة التي أنشأتها الخلايا المجاورة والتي تسمى الموضع المناسب.

أنواع الخلايا الجذعية البالغة / الجسدية

    الخلايا الجذعية المكونة للدم

الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs) هي خلايا نادرة من أصل متوسط ​​يقيم في نخاع عظم الثدييات البالغة والتي تقع على قمة تسلسل هرمي من الأسلاف التي تصبح مقيدة بشكل تدريجي إلى عدة سلالات فردية. تظل HSCs الحقيقية في الغالب في حالة هادئة في أنسجة البالغين ، وتؤدي إلى ظهور HSCs على المدى القصير والتي تتمتع بقدرة محدودة على التجديد الذاتي (6-8 أسابيع). عندما يترك HSC على المدى القصير حالة التجديد الذاتي غير المتمايزة ، يمكن أن يصبح إما سلفًا نخاعًا شائعًا (CMP) أو سلفًا ليمفاويًا شائعًا (CLP). يؤدي النسب النخاعي كذلك إلى ظهور كريات الدم الحمراء ، وحيدات ، والضامة ، والعدلات ، والخلايا القاعدية ، والحمضات ، وخلايا النواء / الصفائح الدموية ، والخلايا الدريتيك. تنشأ ناقضات العظم أيضًا من الخلايا المكونة للدم في سلالة الوحيدات / العدلات. النسب الليمفاوية المؤيدة للدم الخلايا اللمفاوية التائية والبائية والخلايا القاتلة الطبيعية.

الشكل 1. رسم تخطيطي مبسط للتمايز بين الخلايا الجذعية المكونة للدم

توجد غالبية الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) في سدى نخاع العظم. تمتلك الخلايا الجذعية السرطانية من نخاع العظم القدرة الطبيعية على التمايز إلى أنسجة الأديم المتوسط ​​مثل سلالات العضلات والأوتار والخلايا الشحمية والخلايا العظمية والخلايا الغضروفية. تم العثور على MSCs في الأنسجة الدهنية ، سدى الأمعاء ، سدى القرنية القرنية ، والقصبة الهوائية ، ولب الأسنان. في هذه الأنسجة ، يتم تحديد الخلايا الجذعية السرطانية بشكل أساسي في منافذ تقع في منطقة محيط الخلايا الشعرية. مصدر طبي مهم آخر للخلايا الجذعية السرطانية هو أنسجة نيونا تال مثل المشيمة ودم الحبل السري وهلام وارتون. يتم دمج الخلايا الجذعية السرطانية في العمليات التجديدية للأنسجة البالغة ، على سبيل المثال في القلب بعد الاحتشاء. قد تتمايز الخلايا الجذعية السرطانية بشكل مباشر إلى خلايا معينة من الأنسجة التالفة ، كما أنها تعمل أيضًا كقواعد تنظيمية لعمليات الشفاء.

الخلايا الجذعية المعوية (ISCs) هي خلايا جذعية متعددة القدرات يمكنها إنتاج جميع أنواع الخلايا المتمايزة من الأمعاء الدقيقة والقولون (بما في ذلك الخلايا المعوية السائدة (الخلايا الامتصاصية) ، الخلايا الكأسية التي تفرز المخاط ، وهرمون الببتيد se-creting intoendocrine الخلايا وخلايا بانيث.).

توجد الخلايا الجذعية العصبية أو الخلايا السلفية العصبية في منطقتين مختلفتين من الدماغ. توجد مجموعة واحدة في المنطقة البطينية تحت البطينية في البطينين الجانبيين. اقترح نموذج الفأر أن هذه المجموعة مسؤولة بشكل أساسي عن تجديد الخلايا العصبية في البصيلة الشمية. يجلس الجزء الثاني في واجهة التلفيف الهيلوس والتلفيف المسنن للحصين.

ينقسم الجلد إلى الأدمة والبشرة. تحتوي البشرة على خلايا جذعية مسؤولة عن إصلاح الحاجز الظهاري وصيانته ، والذي ينقلب كل أسبوعين إلى أربعة أسابيع. تتكون الأدمة من نسيج ضام ، وهي موقع لبصيلات الشعر والغدد العرقية والأوعية الدموية.

الخلايا الجذعية للبشرة

تبدأ البشرة عند الطبقة القاعدية من الأدمة ، والتي تسمى الطبقة القاعدية. تحتوي هذه الطبقة على الخلايا الجذعية للبشرة التي تؤدي إلى ظهور بقية البشرة ، والتي تتمايز كلما تحركت صعودًا بعيدًا عن الأدمة. يتم التوسط في الدوران المستمر للبشرة بواسطة وحدات تكاثر البشرة ، والتي تتكون من خلية جذعية في الطبقة القاعدية وخلايا تضخيم عبور عدة.

الخلايا الجذعية لبصيلات الشعر

تنتج بصيلات الشعر جذع الشعرة أثناء مرحلة النمو ، والتي تسمى طور التنامي ، تليها فترة من موت الخلايا المبرمج تسمى طور التراجع ، وتبقى هادئة أثناء مرحلة الراحة ، وتسمى تيلوجين. تتم هذه العمليات بواسطة عدد من الخلايا الجذعية لبصيلات الشعر (HFSC).

الخلايا الجذعية للغدة الدهنية

بروتين النضج 1 الناجم عن الصبغة اللمفاوية B (Blimp1) + الخلايا هي خلايا جذعية وحيدة القدرة تؤدي إلى ظهور الغدة الدهنية.

الحليمة الجلدية

الحليمة الجلدية هي مجموعة من الخلايا اللحمية الموجودة أسفل بصيلات الشعر. اقترحت العديد من الدراسات أنه أثناء نمو الشعر ، تكون الخلايا الجذعية لبصيلات الشعر على مقربة من الحليمة الجلدية ، وجزيئات الإشارات بما في ذلك Wnts و BMPs و noggin و FGFs من الحليمة الجلدية تنشط HFSCs لبدء التكاثر.

6. غيرها من السكان البالغين الخلايا الجذعية

يتمتع الكبد بقدرة تجديدية ملحوظة. بعد إصابة الكبد الحادة ، تتم استعادة كتلة الأنسجة عن طريق الانقسام الانقسامي لخلايا الكبد الناضجة. ومع ذلك ، أثناء الإصابة الشديدة أو المزمنة ، يصبح تكاثر الخلايا الكبدية معرضًا للخطر ويتم تنشيط أسلاف الكبد الاختيارية. هذه الخلايا ثنائية القدرة ويمكن أن تؤدي إلى ظهور كل من الخلايا الكبدية والظهارة الصفراوية.

تتكون الغدة الثديية من الخلايا الظهارية وخلايا اللحمة المتوسطة ، بما في ذلك الخلايا الليفية والخلايا الشحمية وخلايا الأوعية الدموية والخلايا المناعية. تتمتع خلايا الغدة الثديية بالقدرة على التوسع نسليًا أثناء التشكل وحياة البالغين ، بالإضافة إلى الخضوع لتوسع هائل خلال عدة دورات من الحمل.

لا تمتلك أنسجة الأسنان البشرية القدرة على التجديد الذاتي ، ومع ذلك ، هناك العديد من الأنواع التي يمكن أن تنمو أسنانها باستمرار أو يتم استبدالها باستمرار خلال فترة البلوغ. في الثدييات ، يمكن العثور على العديد من الأمثلة ضمن ترتيب القوارض ، على سبيل المثال ، في الفئران ، تحتوي القواطع البالغة على مكان مناسب من الخلايا الجذعية ، وبالتالي يمكن أن تنمو إلى أجل غير مسمى ، وفي حالات أخرى ، مثل الفئران ، لا توجد الخلايا الجذعية في القاطعة فقط ، ولكن أيضا في الأضراس. تمت دراسة الخلايا الجذعية لأسنان القوارض على نطاق واسع لأنها تمثل مدخلًا محتملاً في الطب التجديدي للأسنان.

توجد أنواع خاصة من الخلايا الجذعية في الكائن الحي البالغ ولكنها لا تغطي كل التكافؤ الكلاسيكي للخلايا الجذعية البالغة ، بما في ذلك الخلايا الجذعية الخطية الموجودة في ظهارة المبيض والخصية. خلايا السلالة الجرثومية للذكور هي مجموعة من الخلايا السلفية (المعروفة باسم الخلايا السلفية للحيوانات المنوية أو SPCs) اللازمة للإنتاج مدى الحياة للتمييز بين الخلايا الجرثومية والحيوانات المنوية. يمكن تحويل هذه الخلايا الجرثومية إلى خلايا جذعية متعددة القدرات ، والمعروفة باسم الخلايا الجذعية المشتقة من السلالة الجرثومية (gPS) أو الخلايا الجذعية الجرثومية البالغة متعددة القدرات (maGSCs). تتشابه خصائص maGSCs مع ESCs. إنها قادرة على التمايز تلقائيًا إلى خلايا مكونة الطبقات الجرثومية الثلاث والخلايا الجرثومية ، وتساهم في تطوير الأعضاء المختلفة عند حقنها في الكيسة الأريمية المبكرة.

الأهمية السريرية للخلايا الجذعية البالغة

أمراض الدم

تم استخدام الخلايا الجذعية للبالغين في العيادة لعلاج أمراض الدم. يعتبر زرع الخلايا الجذعية المكونة للدم علاجًا راسخًا ، بما في ذلك عمليات زرع نخاع العظام والدم المحيطي ودم الحبل السري. يتم الحصول على الخلايا الجذعية بشكل نموذجي من الجزء الحرقفي من عظم الحوض باستخدام حقنة. يتم الآن استبدال هذا النهج باستخدام الدم المحيطي كمصدر. يدور عدد قليل فقط من الخلايا الجذعية والسلفية في مجرى الدم بشكل طبيعي ، ولكن يمكن الحصول على أعداد أكبر عن طريق حقن المتبرع بعامل نمو مكون للدم ، مثل عامل تحفيز مستعمرة الخلايا المحببة (G-CSF) ، مما يؤدي إلى انخفاض إجراء جائر للمتبرع. دم الحبل السري هو مصدر بديل آخر لـ HSCs التي يمكن الحصول عليها من الحبل السري والمشيمة بعد الولادة.

الأمراض العصبية

نوع آخر من الخلايا الجذعية البالغة ميمون للاستخدام السريري هو الخلايا الجذعية العصبية. أعادت الدراسات التي أجريت على الحيوانات الكشف عن إمكانات الخلايا الجذعية العصبية للعمل بشكل وقائي في علاج التصلب الجانبي الضموري (ALS ، المعروف أيضًا باسم مرض Lou Gehrig) ، ويتم اختبار هذا التطبيق سريريًا. تعد الخلايا الجذعية العصبية أيضًا واعدة لإصابة الحبل الشوكي الشديدة ، حيث إنها قادرة على دعم التجديد الوظيفي للنخاع الشوكي. يُنظر أيضًا في زرع الخلايا الجذعية العصبية للاستخدام السريري في المستقبل كاستراتيجية تجديدية بعد السكتة الدماغية لاستبدال الخلايا العصبية المفقودة. قد يؤدي الجمع بين الخلايا الجذعية العصبية مع الخلايا الجذعية المكونة للدم إلى تحسين النتيجة الوظيفية بعد آفات الدماغ الدماغية.

T1DM ، النوبات القلبية ، أمراض الرئة وأمراض الفم

يمكن أن تحمي MSCs الجزر البشرية ، والتي من المحتمل أن تكون علاجًا لمرض السكري من النوع 1 (T1DM). تشمل التطبيقات المحتملة للخلايا الجذعية الوسيطة أيضًا علاجات النوبات القلبية ، بالإضافة إلى أمراض الرئة. نظرًا لأنه تم تحديد MSCs في العديد من أنسجة الفم والوجه والفكين ، فقد أرسلت MSCs مصدرًا واعدًا في مجال طب الأسنان. تدعم هذه النتائج إمكانية استخدام MSCs في التقنيات المبتكرة لاستراتيجيات هندسة الأنسجة لتجديد أو استبدال أنسجة الفم التالفة أو المريضة أو المفقودة.

احتمالية البحث عن الخلايا الجذعية البالغة

تم العثور على الخلايا الجذعية البالغة (ASCs) في العديد من أعضاء البالغين الرئيسية وهي ضرورية لاستتباب الأنسجة وكذلك التجديد استجابة للإصابة. يبدو أن ASCs تنظمها آليات داخلية وخارجية. يتم تمييز ASCs جوهريًا عن نسلها على أساس أنماط التنظيم اللاجينية والنسخية والأيضية المحتملة. يمكن أن يؤدي عدم تنظيم هذه العوامل الذاتية مثل إدخال الطفرات الورمية إلى بدء السرطان. علاوة على ذلك ، فإن البيئة الخارجية التي تقيم فيها ASCs تنظم أيضًا هويتها ونشاطها. تعيش ASCs في منافذ متخصصة ، والتي تتفاعل مع ASCs من خلال إرسال واستقبال الإشارات ، مثل إشارات عامل النمو ، وترابط المصفوفة خارج الخلية ، والتنظيم الميكانيكي. العديد من هذه المسارات المهمة لـ ASC لتخصص الحديث المتبادل هي أيضًا مسارات غالبًا ما يتم تنظيمها بشكل شاذ في سرطان الإنسان.

مقاومة الأدوية

يجد بعض الباحثين أن البيئة المكروية للورم تلعب دورًا رئيسيًا في تطوير مقاومة الأدوية. وقد أثبتوا أن الخلايا اللحمية في البيئة المكروية مهمة لتعديل استجابة العلاج الكيميائي وغالبًا ما تكون مؤشرًا على سوء تشخيص بعض أنواع الأورام. ترتبط بعض طرق الإشارات للخلايا الجذعية البالغة بمقاومة الأدوية وفعالية العلاج الكيميائي.


التمايز الخلوي

كيف يتطور كائن حي معقد مثل الإنسان من خلية واحدة - بويضة مخصبة - إلى مجموعة واسعة من أنواع الخلايا مثل الخلايا العصبية وخلايا العضلات والخلايا الظهارية التي تميز الشخص البالغ؟ طوال فترة التطور والبلوغ ، تؤدي عملية التمايز الخلوي الخلايا إلى افتراض شكلها النهائي وعلم وظائف الأعضاء. التمايز هو العملية التي يتم من خلالها تخصص الخلايا غير المتخصصة للقيام بوظائف متميزة.

الخلايا الجذعية

الخلية الجذعية هي خلية غير متخصصة يمكن أن تنقسم بلا حدود حسب الحاجة ويمكن ، في ظل ظروف معينة ، أن تتمايز إلى خلايا متخصصة. تنقسم الخلايا الجذعية إلى عدة فئات حسب قدرتها على التمايز.

الخلايا الجنينية الأولى التي تنشأ من انقسام البويضة الملقحة هي الخلايا الجذعية النهائية ، توصف هذه الخلايا الجذعية على أنها كاملة القدرة لأن لديها القدرة على التمايز إلى أي من الخلايا اللازمة لتمكين الكائن الحي من النمو والتطور.

تصنف الخلايا الجنينية التي تتطور من خلايا جذعية كاملة القدرة وهي سلائف لطبقات الأنسجة الأساسية للجنين على أنها خلايا متعددة القدرات. الخلية الجذعية متعددة القدرات هي الخلية التي لديها القدرة على التمايز إلى أي نوع من الأنسجة البشرية ولكنها لا تدعم التطور الكامل للكائن الحي. ثم تصبح هذه الخلايا أكثر تخصصًا قليلاً ، ويشار إليها بالخلايا متعددة القدرات.

تمتلك الخلية الجذعية متعددة القدرات القدرة على التمايز إلى أنواع مختلفة من الخلايا ضمن سلالة خلية معينة أو عدد صغير من السلالات ، مثل خلايا الدم الحمراء أو خلايا الدم البيضاء.

أخيرًا ، يمكن أن تصبح الخلايا متعددة القدرات مزيدًا من الخلايا المتخصصة قليلة الفعالية. تقتصر الخلية الجذعية قليلة الفعالية على أن تصبح واحدة من عدة أنواع مختلفة من الخلايا. في المقابل ، تكون الخلية أحادية الفعالية متخصصة تمامًا ولا يمكنها التكاثر إلا لتوليد المزيد من نوع الخلية الخاص بها.

تُعد الخلايا الجذعية فريدة من نوعها من حيث قدرتها أيضًا على الانقسام المستمر وتجديد الخلايا الجذعية الجديدة بدلاً من التخصص الإضافي. هناك خلايا جذعية مختلفة موجودة في مراحل مختلفة من حياة الإنسان. وهي تشمل الخلايا الجذعية الجنينية للجنين ، والخلايا الجذعية الجنينية للجنين ، والخلايا الجذعية البالغة عند البالغين. نوع واحد من الخلايا الجذعية البالغة هو الخلايا الجذعية الظهارية ، والتي تؤدي إلى ظهور الخلايا الكيراتينية في الطبقات المتعددة من الخلايا الظهارية في البشرة. يحتوي نخاع العظم البالغ على ثلاثة أنواع متميزة من الخلايا الجذعية: الخلايا الجذعية المكونة للدم ، والتي تؤدي إلى تكوين خلايا الدم الحمراء وخلايا الدم البيضاء والصفائح الدموية ((الشكل)) الخلايا الجذعية البطانية ، والتي تؤدي إلى ظهور أنواع الخلايا البطانية التي تبطن الدم و الأوعية الليمفاوية والخلايا الجذعية الوسيطة ، والتي تؤدي إلى ظهور أنواع مختلفة من الخلايا العضلية.

التفاضل

عندما تتمايز الخلية (تصبح أكثر تخصصًا) ، فإنها قد تجري تغييرات كبيرة في حجمها وشكلها ونشاطها الأيضي ووظيفتها العامة. نظرًا لأن جميع خلايا الجسم ، بدءًا من البويضة المخصبة ، تحتوي على نفس الحمض النووي ، فكيف تصبح أنواع الخلايا المختلفة مختلفة تمامًا؟ الجواب مماثل لسيناريو الفيلم. جميع الممثلين المختلفين في الفيلم يقرؤون من نفس السيناريو ، لكنهم يقرأون فقط الجزء الخاص بهم من النص. وبالمثل ، تحتوي جميع الخلايا على نفس المجموعة الكاملة من الحمض النووي ، ولكن كل نوع من الخلايا "يقرأ" فقط أجزاء الدنا ذات الصلة بوظيفته. في علم الأحياء ، يشار إلى هذا على أنه التعبير الجيني الفريد لكل خلية.

لكي تتمايز الخلية في شكلها ووظيفتها المتخصصة ، فإنها تحتاج فقط إلى معالجة تلك الجينات (وبالتالي تلك البروتينات) التي سيتم التعبير عنها ، وليس تلك التي ستبقى صامتة. الآلية الأساسية التي يتم من خلالها "تشغيل" أو "إيقاف" الجينات هي من خلال عوامل النسخ. عامل النسخ هو أحد فئة البروتينات التي ترتبط بجينات معينة في جزيء الحمض النووي وتعزز نسخها أو تمنعه ​​((الشكل)).

أبحاث الخلايا الجذعية تهدف أبحاث الخلايا الجذعية إلى إيجاد طرق لاستخدام الخلايا الجذعية لتجديد وإصلاح تلف الخلايا. بمرور الوقت ، تتعرض معظم الخلايا البالغة للتآكل الناتج عن الشيخوخة وتفقد قدرتها على الانقسام وإصلاح نفسها. لا تعرض الخلايا الجذعية مورفولوجيا أو وظيفة معينة. الخلايا الجذعية البالغة ، والتي توجد كمجموعة فرعية صغيرة من الخلايا في معظم الأنسجة ، تستمر في الانقسام ويمكن أن تتمايز إلى عدد من الخلايا المتخصصة التي تتكون بشكل عام من هذا النسيج. تمكن هذه الخلايا الجسم من تجديد أنسجة الجسم وإصلاحها.

الآليات التي تحفز الخلية غير المتمايزة لتصبح خلية متخصصة غير مفهومة جيدًا. في بيئة المختبر ، من الممكن تحفيز الخلايا الجذعية على التمايز إلى خلايا متخصصة عن طريق تغيير الظروف الفيزيائية والكيميائية للنمو. يتم استخدام العديد من مصادر الخلايا الجذعية بشكل تجريبي ويتم تصنيفها وفقًا لأصلها وإمكانية تمايزها. يتم استخراج الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) من الأجنة وتكون متعددة القدرات. الخلايا الجذعية البالغة الموجودة في العديد من الأعضاء والأنسجة المتمايزة ، مثل نخاع العظام والجلد ، متعددة القدرات ، وتقتصر في التمايز على أنواع الخلايا الموجودة في تلك الأنسجة. كما أن الخلايا الجذعية المعزولة من دم الحبل السري متعددة القدرات ، وكذلك الخلايا المأخوذة من الأسنان اللبنية (أسنان الطفل). طور الباحثون مؤخرًا خلايا جذعية مستحثة (iPSCs) من خلايا جذعية من الفئران والبشر. هذه الخلايا تمت إعادة برمجتها وراثيًا خلايا بالغة متعددة القدرات تعمل مثل الخلايا الجذعية الجنينية ، فهي قادرة على توليد خلايا مميزة لجميع الطبقات الجرثومية الثلاث.

نظرًا لقدرتها على الانقسام والتمايز إلى خلايا متخصصة ، تقدم الخلايا الجذعية علاجًا محتملاً لأمراض مثل مرض السكري وأمراض القلب ((الشكل)). يشير العلاج المستند إلى الخلايا إلى العلاج الذي يتم فيه حقن الخلايا الجذعية المحفزة على التمايز في طبق النمو في المريض لإصلاح الخلايا أو الأنسجة التالفة أو المدمرة. يجب التغلب على العديد من العقبات لتطبيق العلاج المستند إلى الخلايا. على الرغم من أن الخلايا الجذعية الجنينية لديها نطاق غير محدود تقريبًا من إمكانات التمايز ، إلا أنها تعتبر غريبة من قبل الجهاز المناعي للمريض وقد تؤدي إلى الرفض. كما أن تدمير الأجنة لعزل الخلايا الجذعية الجنينية يثير تساؤلات أخلاقية وقانونية كبيرة.

في المقابل ، لا ينظر الجسم إلى الخلايا الجذعية البالغة المعزولة من المريض على أنها غريبة ، ولكن لديها نطاق محدود من التمايز. يخزن بعض الأفراد دم الحبل السري أو الأسنان اللبنية لأطفالهم ، ويخزنون مصادر الخلايا الجذعية هذه لاستخدامها في المستقبل ، إذا احتاجها طفلهم. تعتبر الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات تقدمًا واعدًا في هذا المجال لأن استخدامها يتجنب المزالق القانونية والأخلاقية والمناعية للخلايا الجذعية الجنينية.

مراجعة الفصل

أحد المجالات الرئيسية للبحث في علم الأحياء هو كيفية تخصص الخلايا لتولي هياكلها ووظائفها الفريدة ، حيث أن جميع الخلايا تنشأ أساسًا من بويضة واحدة مخصبة. تمايز الخلايا هو عملية تخصص الخلايا مع تطور الجسم. الخلية الجذعية هي خلية غير متخصصة يمكن أن تنقسم بلا حدود حسب الحاجة ويمكن ، في ظل ظروف معينة ، أن تتمايز إلى خلايا متخصصة. تنقسم الخلايا الجذعية إلى عدة فئات حسب قدرتها على التمايز. بينما تحتوي جميع الخلايا الجسدية على نفس الجينوم بالضبط ، فإن أنواع الخلايا المختلفة تعبر فقط عن بعض هذه الجينات في أي وقت. هذه الاختلافات في التعبير الجيني تملي في النهاية الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية الفريدة للخلية. الآلية الأساسية التي تحدد الجينات التي سيتم التعبير عنها وأيها لن يتم التعبير عنها هي من خلال استخدام بروتينات عامل النسخ المختلفة ، والتي ترتبط بالحمض النووي وتعزز أو تعوق نسخ الجينات المختلفة. من خلال عمل عوامل النسخ هذه ، تتخصص الخلايا في واحد من مئات الأنواع المختلفة من الخلايا في جسم الإنسان.

راجع الأسئلة

رتب المصطلحات التالية بترتيب زيادة التخصص: قلة القدرة ، قدرة الجنب ، أحادية القدرة ، تعدد القدرات.

  1. تعدد القدرات ، الجنبية ، قلة القدرة ، أحادية القدرة
  2. الجنبية ، قلة القدرة ، تعدد القوة أحادية
  3. قلة القدرة ، الجنبية ، أحادية القوة ، تعدد القدرات
  4. الجنبية ، تعدد القدرات ، قلة القدرة ، أحادية القدرة

أي نوع من الخلايا الجذعية يؤدي إلى تكوين خلايا الدم الحمراء والبيضاء؟

ما هي الخلايا الجذعية متعددة القدرات المأخوذة من الأطفال والتي يستخدمها الآباء أحيانًا؟

  1. الخلايا الجذعية الجنينية
  2. الخلايا الجذعية الجنينية
  3. خلايا من الحبل السري ومن أسنان الطفل
  4. الخلايا الجذعية المكونة للدم من خلايا الدم الحمراء والبيضاء

أسئلة التفكير النقدي

اشرح كيف يحدد عامل النسخ في النهاية ما إذا كان البروتين سيكون موجودًا في خلية معينة أم لا؟

ترتبط عوامل النسخ بالحمض النووي وتعزز أو تمنع نسخ الجين. إذا قاموا بتشجيع نسخ جين معين ، فسيتم نسخ هذا الجين وترجمة mRNA لاحقًا إلى بروتين. إذا تم منع النسخ الجيني ، فلن تكون هناك طريقة لتخليق البروتين المقابل للجين.

ناقش سببين يجعل الاستخدام العلاجي للخلايا الجذعية الجنينية مشكلة.

تستمد الخلايا الجذعية الجنينية من الأجنة البشرية ، والتي يتم تدميرها للحصول على الخلايا. تدمير الأجنة البشرية مشكلة أخلاقية. كما أن الحمض النووي في الخلية الجذعية الجنينية يختلف عن الحمض النووي للشخص المعالج ، مما قد يؤدي إلى مشاكل مناعية أو رفض الأنسجة.

قائمة المصطلحات


العوامل المؤثرة على تمايز الخلايا

In multicellular organisms, the factors which affect cell differentiation include:

العوامل البيئية

Hormones are protein in nature and environmental factors such as temperature change, availability of oxygen, etc. affect the normal functioning of hormones. As a result, the process of cell differentiation and development is affected as well.

Cell signaling

Cell signaling is the process of sending chemical signals to the cells to tell them what type of cell or protein is required in body. The process of cell signaling includes:

Diffusion: In diffusion, cells release chemical signals that spread to all tissues in the body.

Direct contact: In this, cell membranes have special chemicals that act as signaling molecules.

Gap Junctions: Chemical signaling molecules can migrate easily from one cell to another.

Cells continuously send and receive chemical messages to coordinate their activities with their neighborhood in their specific tissues and organs. These signals are thus a major factor in cell specialization.

Stage of development of an organism

In the embryonic stage, a greater number of cells are in an undifferentiated state. But as development occurs, the rate of cell differentiation is increased significantly. Thus, the stage of development directly correlates with the number of differentiated cells.

التعبير الجيني

Gene contains crucial information for the functions of the cells. This information decides the physical traits as well. Any change in the gene can affect the information present on the gene. This will influence the cell differentiation process and organism development.


جاميتس

Almost all multicellular eukaryotic organisms that undergo sexual reproduction use gametes, or sex cells, to create offspring. Since two parents are necessary to create individuals for the next generation of the species, gametes are typically haploid cells. That way, each parent can contribute half of the total DNA to the offspring. When two haploid gametes fuse during fertilization, they each contribute one set of chromosomes to make a single diploid zygote.

In humans, the gametes are called the sperm (in the male) and the egg (in the female). These are formed by the process of meiosis, which can turn a diploid cell into four haploid gametes. While a human male can continue to make new gametes throughout his life starting at puberty, the human female has a limited number of gametes she can make within a relatively short amount of time.


How do adult differentiated somatic cells divide? - مادة الاحياء

A subscription to J o VE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds .

يتوافق مشغل الفيديو JoVE مع HTML5 و Adobe Flash. المتصفحات القديمة التي لا تدعم HTML5 وبرنامج ترميز الفيديو H.264 ستظل تستخدم مشغل فيديو يعتمد على Flash. نوصي بتنزيل أحدث إصدار من Flash هنا ، لكننا ندعم جميع الإصدارات 10 وما فوق.

إذا لم يساعد ذلك ، فيرجى إخبارنا بذلك.

Some adult tissues contain stem cells, unspecialized cells that divide to produce new stem cells as well as progeny that differentiate into mature cell types. Adult stem cells are usually multipotent. They can produce multiple types of differentiated cells but are typically limited to the kinds found in that particular tissue.

For example, in the small intestine, stem cells produce all the cells in the epithelium of the villi that protrude into the lumen, the interior space, including absorptive cells, which absorb nutrients, and different types of secretory cells, such as goblet, paneth, and enteroendocrine cells.

The stem cells are found at the base of the crypts that lie between the villi. They divide asymmetrically to produce a new stem cell, renewing the population, and a transit amplifying cell.

These cells divide rapidly, move up the villi, and differentiate into the mature, intestinal cell types with their specialized structures and functions. When they reach the tip of the villi, they undergo apoptosis, programmed cell death, and are shed into the lumen. The time between stem cell division and apoptosis is about three to five days, allowing the lining of the small intestine to be rapidly and continuously replaced.

15.5: Adult Stem Cells

Stem cells are undifferentiated cells that divide and produce more stem cells or progenitor cells that differentiate into mature, specialized cell types. All the cells in the body are generated from stem cells in the early embryo, but small populations of stem cells are also present in many adult tissues including the bone marrow, brain, skin, and gut. These adult stem cells typically produce the various cell types found in that tissue&mdashto replace cells that are damaged or to continuously renew the tissue.

The Small Intestine

The epithelium lining the small intestine is continuously renewed by adult stem cells. It is the most rapidly replaced tissue in the human body, with most cells being replaced within 3-5 days. The intestinal epithelium consists of thousands of villi that protrude into the interior of the small intestine&mdashincreasing its surface area to aid in the absorption of nutrients.

Intestinal stem cells are located at the base of invaginations called crypts that lie between the villi. They divide to produce new stem cells, as well as daughter cells (called transit amplifying cells) that divide rapidly, move up the villi and differentiate into all the cell types in the intestinal epithelium, including absorptive, goblet, enteroendocrine, and Paneth cells. These mature cells continue to move up the villi as they carry out their functions, except Paneth cells which move back down to reside at the base of the crypt.

When the mature cells reach the top of the villi, they undergo apoptosis&mdashprogrammed cell death&mdashand are shed. New cells continue to push up from below, continuously replacing the cells that are lost.

Montagnani, Stefania, Maria A. Rueger, Toru Hosoda, and Daria Nurzynska. &ldquoAdult Stem Cells in Tissue Maintenance and Regeneration.&rdquo Stem Cells International 2016 (2016). [مصدر]

Tweedell, Kenyon S. &ldquoThe Adaptability of Somatic Stem Cells: A Review.&rdquo Journal of Stem Cells & Regenerative Medicine 13 ، لا. 1 (May 30, 2017): 3&ndash13. [مصدر]


Adult frogs derived from the nuclei of single somatic cells

A survey has been made of over 150 adult frogs which have been obtained by the transplantation of nuclei from endoderm cells of Xenopus laevis donors ranging from late blastulae to swimming tadpoles.

Many of the transplant-frogs from donors of all ages were entirely normal, and many of the abnormalities observed were not connected with the condition of the transplanted nuclei. Frogs derived from the nuclei of differentiating cells were more often abnormal than those derived from embryonic cells. Out of 27 frogs derived from nuclei of hatched tadpole gut cells, 7 were sterile.

The results demonstrate that at least 30% of blastula nuclei and at least 4% of hatched tadpole gut-cell nuclei contain a complete range of the genetic information necessary for the formation and functioning of a normal adult individual.

Present address: Division of Biology, California Institute of Technology, Pasadena, California.


شاهد الفيديو: ما هي الأمراض التي تعالج بالخلايا الجذعية (كانون الثاني 2022).