View
40
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
ŐSSEJT-TÍPUSOK, FENNTARTÁSUK ÉS HOMEOSZTÁZISUK
Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Dr. Balogh Péter és Dr. Engelmann PéterTranszdifferenciáció és regeneratív medicina – 2. előadás
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011Őssejtek forrásai és típusai: különböző eredet és differenciálódási spektrumokES: • Embrionális őssejtek a ICM régióból (inner cell mass)• Primordiális csírasejtek (PGCs) → embrionális csírasejtek
(EG)
iPS: Nem-embrionális testi sejtek, melyeket specifikus kulcs-transzkriciós faktorral történő transzfektálással állítottak elő Oct4, Sox2, c-myc, Klf4
MSC: Csontvelő, zsírszövet, köldökvér, amnionfolyadék, placenta,fog-pulpa, inak, szinoviális hártya, vázizom környezetben előforduló mezenhimális őssejtek, melyek képesek az ön-megújításra és különböző irányú in vitro differenciálódásra mezenhimális sejtekké: oszteoblasztok, kondrociták, adipociták és mioblasztok.
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Embrionális őssejt-források (ES)
Morula Koraiblasztociszta
Inner cell mass(ICM)
Későiblasztociszta
Epiblaszt
Korai cilinderstádium
Primitívektoderma Csírasejt-vonal
Trofektoderma
Blasztociszta üreg
Primitívendoderma
Faliendoderma
Zsigeriendoderma
Extraembrionális ektoderma
Testi sejt irányokEktodermaMezodermaEndoderma
Proamnionüreg
Oct3/4
Cdx2
Gata6
Nanog
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Az egér embrió őssejt-forrásai• Preimplantációs embrió: inner cell mass (ICM)
a blasztocisztában (korai blasztociszta állapot).
• Késői blasztociszta: epiblaszt képződése• Posztimplantációs embrió: korlátozott
pluripotenciájú primitív ektoderma képződése → az embrió csírasejt- és szomatikus sejtvonalai.
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Az ES sejtek jellemzői• Pre/periimplantációs embrionális eredet• Tartós proliferációs képesség differenciálódás nélkül, • Mindhárom csíralemez és csírasejtek képzése tartós in vitro fenntartás
után• EC sejtek: teratocarcinoma-eredetű pluripotens embrionális carcinoma
sejtek, melyek mindkét csíralemez sejtjeit képezhetik
Porc(mezoderma)
Bél-mirigyek(endoderma)
Epidermisz(ektoderma)
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Az ES sejtek membrán-markerei
Sia
Gal
Glc
Man
GlcNAc
GlcA
IdoA
Fuc
Xyl
GalNAc
Tra 1-60 (KSPG)
NG2 és 473HD (CSPG)
Lewis X
PSA-NCAM
CD34
SSEA-3SSEA-4
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Az ES sejtekre jellemző glikoantigének szerkezete• SSEA-3 és SSEA-4: 5–6 monoszacharid,
melyek ceramid lipid farokhoz kapcsolódnak; GL-5 és GL-7 glikoszfingolipideket alkotnak, expressziójuk csökken a differenciálódás során.
• A TRA (tumor rejection antigens) TRA-1–60 és TRA-1–81 keratán szulfatált proteoglikán (KSPG) epitópok, melyek valószínűleg a CD34-hez hasonló szerkezetű, sziálsavban gazdag podokalixinhez kapcsolódnak.
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Az ES-sejtekre jellemző CD antigének• CD34: Hemopoetikus/endoteliális közös
antigén, mely hemopoetikus őssejteken is kifejeződik.
• CD133: Elsősorban neurális őssejten kifejeződő, 5 transzmembrán régióval rendelkező glikoprotein
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011Az őssejtek fő szabályzó folyamatai – külső és belső hatásokKülső:Mátrix fehérjékkel, szolubilis faktorokkal és az őssejt-fészkekben lévő más sejtekkel való kölcsönhatás során fellépő szignálok révén. Belső:A pluripotenciát vagy differenciálódást szabályzó transzkripciós faktorok hálózata.
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Különböző szervek őssejt-fészkei
Germarium of the ovary
Terminalfilament
Cap cell
Cystoblast
BL
GSC
Inner sheathcell SSC
16-cellcyst
Folliclecells
Eggchamber
The apex of the testis
Hub cells
BLSSCGSC
Spermatogonia
The subventricular zone (SVZ) of the brain
NeuroblastAstrocyte
Lateral ventricle
BV
BL
Transit-amplifying
Ependymal cells
The bone marrow
Bone marrow
Osteoblast
Stromal cell
Multipotent SCHSC
LymphoidMyeloid
The crypt of an intestinal villus
Enteroendocrine cells Villus
Goblet cells
Crypt
BL
Transit amplifyingStem cells
Paneth cells
The bulge of the hair follicleHair shaft
BL
Hairbulb
MatrixDermal papilla
MuscleSebaceou
sglandBulge SC
MeiosisSpermatocytes
GonialblastCyst cell
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Őssejt-mikrokörnyezet – az őssejt-fészkek egyes példái• A petefészek germarium régiója, vagy a here
apikális része (csíravonal-őssejt és testi őssejt)
• Az agy szubvenrikuláris zónája (idegi őssejt)• Szőrtüsző-hagyma (hám-őssejt)• Bélfodrok kripta-része (endodermális őssejt)• Csontvelő (vérképző őssejt)
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011Az őssejt-homeosztázisban résztvevő transzkripcionális kölcsönhatások
ESC regulátorok
Oct4 Nanog Tbx3
Wnt jelátvitel
Tcf3 Tle1 Fzd5
Epigenetikai regulátorok
Jarid2 Phc1 N-myc
RNA-kötőprotein
Dppa5
Telomér-asszociált
Rif1
Tumorszuppresszor
Trp53bp1
Oct4Nanog Tcf3
Pluripotencia Differenciáció
Oct4
Nanog
Tcf3
Oct4
Oct4
Sox2Sall4
GCNFLRH1
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011A differenciálódást és a pluripotenciát fenntartó antagonista szabályzó körök• ESC/iPS szabályozás – transzkripciós faktor-
hierarchia• Wnt szignálok• Epigenetikai szabályozás• RNS kötés• Telomérhez kapcsolódó effektor hatások • Tumor szuppresszió• Sejt-ciklus szabályozás
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Az őssejt génexpresszió mRNS szabályozása
Egyéb faktorok
Oct4Sox2 Nanog
mRNS
AAAAAAAAAA
mRNS alternatív hasítás
AAAAAAAAAA
Intergenikus mRNS hasítás
AAAAAAAAAA siRNS-ek?
Más RNS-ek?
miRNS
Intergenikus transzkriptum
Antiszensz transzkriptum
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011Az ön-megújítás és differenciálódás transzkripcionális szabályozása• Oct3/4, Nanog, Sox2, Stat3: proliferáció fenntartása• Cdx2: Oct3/4 gátlása
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011Újraprogramozás: pluripotencia-indukció iPS sejtekben
Célgének
Epigenetikai módosítók
Transzkripciós faktorokSox2Oct3/4 Klf4
c-Myc
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011Újraprogramozás: Differenciált sejtek sejtvonal-váltása• B-sejtek makrofággá való átalakulása
–C/EBPa szerepe • Fibroblasztok neuronális elköteleződése –
Ascl1, Brn2 és Mytl1
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
A pluripotencia kialakítása és érési sorrend
EktodermaMezodermaEndodermaPluripotens sejt
Pluripotens sejt
Ektodermaprogenitor
Neuronálisprogenitor
Érett neuron
Pluripotens sejt
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011A differenciálódáshoz való elköteleződés és a visszafordíthatóság kapcsolataA differenciálódás során• Az elköteleződés erősödik, miközben a sejtvonalak
KÖZÖTTI transzdifferenciálódás és a pluripotencia csökken;
• A sejtvonalon BELÜLI specifikáció elősegítéséhez folyamatos stimulusokra van szükség.
Visszafordítás: Az IPS-hez kapcsolódó többirányú differenciálódás során a pleiotropia-indukció küszöb CSÖKKEN, míg a differenciációs szignálküszöb NŐ.
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Összefoglalás• Eredetüktől és fejlődési spektrumuktól
függően az őssejtek nagymértékben heterogének, és homeosztázisukat (a) különböző szinten és módon történő szabályozás alatt álló gén-expressziós programozásuk és (b) az őssejt-fészekben megjelenő külső faktorok határozzák meg, melyekben citokinek, ECM proteinek, adhéziós molekulák nyújtanak szignálokat.
• Az őssejt-elköteleződés és differenciáció nem irreverzibilisek, így differenciálódott sejt megfelelő módosítások révén visszanyerheti pluripotenciáját.
Recommended