과학자는 인간적인 줄기 세포에서 초기 폐 조상을 증가하고 순화합니다

인간적인 폐는, 모든 기관 같이 획일적인 줄기 세포의 수풀로, 그들의 실존을 시작합니다. 그러나 몇달 안에, 세포는 편성해 얻습니다. 그(것)들은 우리 몸이 이산화탄소를 위해 산소를 교환하는 곳에, 분지 및 새싹, 몇몇 형성 기도 및 그 외 치조, 민감한 낭 함께 모입니다. 최종 결과, 이상적으로: 건강한 2, 호흡 폐.

수년간, 낭포성 섬유증이 이 프로세스를 상세히 추적하는 것을 시도했는 처럼 폐병을 공부하는 것이 어떻게 잘못되는지 설명하는 것을 돕는 일지모른는지 폐가 어떻게 일반적으로 형성하는지 이해 희망에서 과학자, 처음부터 끝까지. 지금, 재생하는 약 (CReM)를 위한 보스턴 대학교의 센터에 과학자는 2개의 중요한 사실 인정을 그 추가 이 프로세스의 우리의 이해 알렸습니다: 인간적인 줄기 세포에서 나오는 초기 폐 조상을 증가하고 순화하는 기능, 및 작은 "bronchospheres"로 이 세포를 분화하는 기능 그 모형 낭포성 섬유증. 임상 수사세포 줄기 세포의 전표에서 따로따로 간행된 결과가 새로울에, 지도할 연구원 희망은에 취급, "약" 접근 폐병 개인화했습니다.

"순수성에 이 세포를 분류하는 것은 실제적으로 어렵 중요한," 택사스 대학에 Darrell Kotton, 디렉터와 UTHealth의 Brian 데이비스와 두 종이 전부의 CReM의 지휘관 고위 저자를, 말합니다. "개별이 어떻게 기존 처리 또는 새로운 약에." 반응할지도 모른지 예상하는 것을 시도에 있는 처음 단계 입니다

"폐 이식 이외에 아무 처리도 없는 폐병의 긴 명부가 중심에 두는," 그의 일이 건강 (NIH)의 국제 학회에 의해, 낭포성 섬유증 기초 투자되고, 매사추세츠 생명 공학이 추가한 Kotton 있습니다. "이 질병 이해를 위한 새로운 도구를 발육시키는 것이 아주 중요합니다."

CReM 과학자는 유도한 pluripotent 줄기 세포, 또는 2006년에 Shinya Yamanaka에 의해 발견된 iPSCs로 작동합니다. Yamanaka는 인체에 있는 성숙한 세포를 취하는 방법을 파악했습니다--혈구 또는 피부세포 같이--그리고 그것을 "프로그램을 다시 만들십시오 어떤 기관든지로 증가하는 기능에 줄기 세포로". 최근 몇년 사이에, 과학자의 몇몇 단은 인간적인 iPSCs에서 폐 세포를 증가했습니다, 그러나 조리법은 완벽하지 않습니다--유래 폐 세포는 간 세포, 장 세포 및 그밖 조직의 뒤죽박죽의 속에 증가합니다.

"," Finn Hawkins 의 의학 부교수 (큰 문제점인 MED) 및 CReM 팀의 부분 BU 의과 대학을 말합니다. Hawkins는, UTHealth의 Philipp Kramer와 더불어, 임상 수사 종이의 전표에 지휘관 첫번째 저자 먼저입니다. "폐를 공부하기 위하여 이 세포를 이용하고 싶은 경우에, 그 그 외를 제거할 필요가 있습니다."

첫째로, Hawkins는 폐 세포를 확인하는 쪽을 필요로 했습니다. 마우스 줄기 세포가 "운명 결정"에 Nkx2-1에게 불린 유전자를 표현한다는 것을 Kotton 덕분에 사전 작업 및 CReM 그밖 과학자는 설명했습니다--그(것)들이 폐 세포로 도는 순간. "인 그것에 오는 첫번째 유전자는 밝힙니다, "나는 폐 세포입니다, "" Hawkins를 말합니다. Kotton는 녹색 빛을낸 취재원 유전자를 건축했습니다 줄기 세포가 때 처음으로 표현하기 Nkx2-1를, Hawkins는 인간 세포로 동일 유전자를 설계했습니다. 지금, 그는 쉽게 빛을내는 녹지 세포를 더럽히고 순화할 수 있었습니다.

교류 cytometer를 사용하여, Hawkins와 그의 동료는 혼합에서 녹색 세포를 밖으로 분리하고, 그 후에 매트릭스에서 증가했습니다. 결과: _작 녹색 구체 대략 반 밀리미터 전체에, "순수하, 초기 폐 세포 의 인구," Hawkins를 말하. 팀은 작은 구체 "organoids 포함하는,"를 폐 세포의 중요한 모형을 기관의 간단하게 하고 소형화한 버전 부릅니다. organoids는 공구이고, 적어도 2개의 중요한 목적이 에 의하여 도움이 되어습니다. 첫째로, 그(것)들은 과학자가, 상세히, 약간이 알려지는 인간적인 폐 발달에 있는 중요한 접합을 공부하는 것을 허용합니다. "우리는 그밖 종에 있는 폐 발달을 통제하는 유전자의 많은 것이 또한 이 인간 세포로 마우스와 같은 표현됩니다," 말합니다 Hawkins를 발견했습니다.

다른 목적이 organoids에 의하여, 또한 도움이 되어습니다: 과학자는 더 성숙한, 특정 세포 모형으로 그(것)들을 증가할 수 있습니다--기도 세포 또는 치조 세포 같이--그것은 폐 기능을 위해 중요합니다. "지금 우리는 실제로 질병을 보기 시작해 좋습니다," Hawkins를 말합니다. 그것은 Katherine McCauley (MED'17), CReM에 다섯번째 년 PhD 후보자가, 그림을 입력하는 곳 입니다.

McCauley의 관심사는 낭포성 섬유증, 단 하나 유전자에 있는 돌연변이 기인한 질병, CFTR에입니다. 돌연변이는 사람의 폐가 그것이 감염에 지도하는 두꺼운, 점성 점액, 염증 및, 결국, 폐 실패를 일으키는 원인이 됩니다. 많은 환자를 위해, 아무 치료도 없습니다.

질병의 초기 단계를 봐 McCauley는, Hawkins의 순화한 폐 세포를 다음 단계에 취하고 기도 세포가 어떻게 된지 파악하고 싶었습니다. 많은 근면한 실험을 통해, 그녀는 마우스 폐 발달에서 중요하기 위하여 알려진 Wnt이라고 칭한 신호 통로에 초점을 맞추었습니다. 통로를 꺼서, 그녀는 되는 기도 세포로 미성숙한 폐 세포를 인도했습니다. 다음, 그녀는 그녀가 "bronchospheres이라고." 칭한 세포의 작은 공으로 그(것)들을 증가했습니다,

Hawkins의 organoids 같이, bronchospheres는 기관지 같이 작동하지 않습니다; 그(것)들은 단순히 특정 세포의 집합입니다. 그러나 그(것)들이 그들의 특이성에 의하여 절묘하게 유용한 시킵니다. "우리는," 말합니다 McCauley를 기도 질병을 공부하기 위하여 우리가 이들을 이용할 수 있는지 보고 싶었습니다. "큰 목표의 한개인: 환자에게서 이 세포를 설계하고 그 환자의 질병을 공부하기 위하여 그 후에 사용하기 위하여."

착상의 증명으로, McCauley는 질병을 일으키는 원인이 된 CFTR 돌연변이가 정정되었었던 낭포성 섬유증, 하나, 및 없어 하나를 가진 환자에게서 2개의 세포 선을 장악하고, bronchospheres로 증가했습니다. 일된 그녀의 조리법이, 그녀 시험을 달리는지 보기 위하여, 일반 적이고 하는 액체로 채우기 위하여 약, 작용 세포로 만든 구체를 일으키는 원인이 되어야 적용. 그것은 작동했습니다: 낭포성 섬유증 구체는 반작용하지 않았는 그러나, "" bronchospheres를 붇는 것을 시작되었습니다 고쳤습니다. "차가운 부분 우리가 높 처리량 현미경 검사법을 사용하여 이것을 측정했다 입니다, 그 때 우리는 시간을 가진 지역에 있는 변경을 산출하고,"는 세포 줄기 세포에 있는 이 결과를 간행하고 연구 결과에 수석 저자인 McCauley를 말합니다. "이렇게 지금 우리는 좋습니다 양이 많은 쪽에 있는 CFTR 기능을 평가해서."

다음 단계는, McCauley를 밝히고, 시험을 향상하기 위한 것이고, 그것을 확장하고, 그밖 폐병을 위한 유사한 시험을 만듭니다. "끝 목표 환자에게서 세포를 취하기 위한 것이고, 그 후에 약의 다른 조합을 가립니다,"는 그녀는 말합니다. "우리가 그(것)들에게 처리를 주기 조차 전에 환자가 어떻게, 인 다만 믿을 수 없는 아이디어." 반응하기 위하여 가고 있던지 우리가 환자의 세포와 시험 20를 아닙니다 치를 수 있었다 아이디어, 그러나 약의 수백 또는 수천은, 및 실제로 이해합니다

근원: 보스턴 대학교

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