Главная страница > Новости > Cell: разгадка тайны стволовых клеток

Cell: разгадка тайны стволовых клеток

01 апреля 2016

Как нейроны становятся нейронами? До настоящего времени то, как именно это происходит, оставалось сродни научной загадке. Исследование, проведённое учёными из университета Санта Барбары, приоткрыло завесу тайны на некоторые ранние изменения, которые происходят ещё до того, как стволовые клетки трансформируются в нейроны или другие клеточные типы. При работе с человеческими стволовыми клетками, выросшими на чашках Петри, учёным открылись новые данные о процессах, которые играют ключевую роль в дифференцировке клеток. Полученные результаты опубликованы в журнале Cell.

Все клетки организма начинают своё существование как стволовые, недифференцированные. Под воздействием внешних условий человеческая эмбриональная стволовая клетка (hESCs) может направляться по пути мезоэнтодермы (ME) и становиться частью органа, мышцы, кости или компонентом крови. Она также может пойти по пути нейроэктодермы (NE), что позволит ей быть клеткой мозга, такой как нейрон. Это первое важное решение на пути дифференцировки. В сочетании с удлинением G1 фазы (одна из фаз клеточного цикла), которое индуцирует появление ресничек на поверхности клеток, происходит клональная специализация, и эти изменения возвещают о выборе клеткой нейроэктодермального пути еще до того, как начинают экспрессироваться какие-либо маркёры предшественников. В течение удлинённого G1 периода первичные реснички, схожие с антеннами, выступают над поверхностью и могут улавливать изменения окружающей их среды. Чем дольше эти клеточные усики подвергаются воздействию внешних факторов, тем больше сигналов они собирают. На второй день реснички предшественников нейроэктодермы индуцируют процесс аутофагии, который приводит к инактивации Nrf2 и, тем самым, к ослаблению транскрипции OCT4 и NANOG (транскрипционные факторы, участвующий в удержании эмбриона от дифференцировки). Роль Nrf2 заключается в связывании непосредственно с регионами этих генов плюрипотентности для обеспечения их экспрессии, которая, в свою очередь, подавляет развитие клеток по NE пути. На четвёртый день после всех предыдущих событий инициируется экспрессия маркёров нейрональных предшественников.

Таким образом, учёные идентифицировали контролирующую ось событий, которую они назвали PAN (первичные реснички-аутофагия-Nrf2). В сочетании с определённым вариантом клеточного цикла, где G1 длится дольше, PAN ведёт клетки по направлению от hESCs к NE.

Jiwon Jang, Yidi Wang, Matthew A. Lalli, et al.
Primary Cilium-Autophagy-Nrf2 (PAN) Axis Activation Commits Human Embryonic Stem Cells to a Neuroectoderm Fate.
Cell, 2016; DOI:10.1016/j.cell.2016.02.014

Источник: www.neurotechnologies.ru