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L'espace personnel de Cellule souche détermine leur contrat à terme

Les scientifiques de Johns Hopkins enregistrent que cela la restriction de la forme et de l'espace personnel des cellules souche humaines de la moelle osseuse est plus importante que n'importe quel signe moléculaire connu en déterminant le type de cellules qu'ils sont.

Comprend les signes qui indiquent à des cellules souche quel type de cellule à être, et puis armant ces caractères indicateurs pour obtenir un type désiré unique de cellules, principal à n'importe quel effort pour utiliser des ces ou des cellules souche embryonnaires plus primitives pour régénérer ou réparer le tissu abîmé.

Dans la question d'Avril de la Cellule De développement, les chercheurs de Hopkins enregistrent que (mez-EHN-KIH-CMA prononcée) les cellules souche mésenchymateuses forcées d'être sphériques transforment efficacement en précurseurs aux cellules graisseuses, tandis que ceux permis d'étirer et aplatir le rapprocher les cellules d'os étant. Ces cellules souche peuvent naturellement devenir les cellules graisseuses, le cartilage, les cellules d'os, ou lisses, cardiaques ou muscle squelettique.

« Les types de cellules qui viennent des cellules souche mésenchymateuses toutes ont des formes particulières à leurs fonctionnements, ainsi nous se sont demandés si les formes de cellules souche pourraient réellement diriger leur différenciation, » dit Christopher Chen, M.D., Ph.D., un professeur adjoint de génie biomédical chez Johns Hopkins. « La réponse est que la forme est critique à la différenciation de cellules souche. Elle peut réellement induire les signes moléculaires connus pour encourager le développement de cellules de cellule graisseuse ou d'os et entraîne la différenciation complète et uniforme. »

Pendant la première semaine des études de laboratoire, environ 45 pour cent de cellules souche forcées d'être en rond déménagé vers le développement de cellule graisseuse, et 50 pour cent de cellules d'écart-à l'extérieur ont obtenu plus près d'être des cellules d'os. Par quatre semaine, toutes les cellules avaient suivi le chemin dicté par leur forme, Chen dit, effectuant à forme le facteur le plus puissant dedans si les cellules souche mésenchymateuses humaines deviennent graisse ou os dans le laboratoire.

Depuis que ces cellules souche ont été isolées la première fois vers la fin des années 1990, les scientifiques ont identifié cela que le type de cellules qu'elles sont dépend de la densité à laquelle elles sont développées dans le laboratoire. Mais tandis que l'accroissement clairsemé était recommendé pour obtenir des cellules d'os, et accroissement congestionné était recommendé pour augmenter la quantité de graisse de cellules, personne a su pourquoi.

Pour comprendre réellement si c'était un certain aspect des cellules la forme ou de leurs voisins qui ont dirigé la différenciation, le candidat Rowena McBeath de M.D./Ph.D. avait l'habitude une technique spéciale, développée en laboratoire de Chen, qui limite différentes cellules aux petits espaces sans exiger des voisins cellulaires de faire l'encombrement.

La technique, micropatterning appelé, utilise la technologie qui a été au commencement développée pour l'entreprise de semiconducteurs. Utilisant un matériau genre caoutchouc, on produit des estampilles que chacune a une configuration particulière des carrés microscopiques, chacun enduit d'une protéine qui attire des cellules (fibronectine). L'estampille est alors employée pour transférer la configuration à une surface, ayant pour résultat des « îles » à quelles cellules collent. Les chercheurs peuvent avec précision régler la taille des îles, et par conséquent si les cellules formeront une bille ou s'étireront à l'extérieur.

« Avec cet outil nous pouvons limiter la capacité de différentes cellules d'écarter, et nous pouvons faire ainsi des milliers de cellules à la fois, » dit Chen.

Les expériences de McBeath ont prouvé que les cellules souche mésenchymateuses sur les petites îles balled et, biologiquement parlant, se sont rapprochées les cellules graisseuses étant, alors que ceux sur de grandes îles s'étendaient à l'extérieur et obtenaient plus près des cellules d'os étant. Dans des expériences ultérieures, il prouvé que la forme ne peut pas être surmonté par les signes moléculaires connus traditionnellement employés pour encourager les cellules souche mésenchymateuses à différencier dans des précurseurs de cellules de graisse ou d'os.

Le « Étirage à l'extérieur pousse les cellules souche vers les précurseurs étant de cellules d'os, et aucune collection de signes graisse-d'une manière encourageante ne pouvait surmonter ultérieurement le premier effet de la forme, » dit McBeath, un candidat de M.D./Ph.D. dans le programme Cellulaire et Moléculaire de diplômé de Médicament.

McBeath a également prouvé qu'une molécule RhoA appelé, connu pour être lancé quand les cellules étendues, peuvent imiter l'effet de la forme sur la différenciation de cellules souche. Perpétuellement RhoA actif a fait déménager les cellules souche vers l'os, alors que RhoA inactif les poussait vers les cellules graisseuses étant, même lorsqu'exposé aux facteurs connus pour encourager la différenciation vers le type opposé de cellules.

Le « lancement Remarquablement, quand les cellules ont été simplement développées dans les paraboloïdes réguliers dans le laboratoire, de RhoA ou l'inactivation a ignoré des signes habituellement employés pour diriger leur accroissement vers la graisse ou os, » dit McBeath. « Mais la modification de l'activité de RhoA n'a pas pu forcer une cellule ronde à devenir un précurseur d'os, ou une cellule d'écart pour aller bien à une cellule graisseuse sur nos micropatterns. »

Cependant, il a découvert cela lançant la kinase de RhoA d'enzymes ou la ROCHE, qui sont allumées par RhoA, entraînée même les cellules balled pour différencier vers l'os. le 8 Avril, dans le respect de son travail, McBeath a reçu la Récompense de Recherches de Nupur Dinesh Thekdi en tant qu'élément du Jour des 27èmes Jeunes Chercheurs annuels de Hopkins.

Ensuite, les chercheurs travailleront à figurer à l'extérieur exact comment la forme dicte les contrats à terme des cellules souche et quels ROCHE de rôle et jeu de RhoA dans le procédé.

Les Auteurs sur l'état sont McBeath, Chen, Dana Pirone, Celeste Nelson et Kiran Bhadriraju, tout le Johns Hopkins. La recherche a été financée par l'Institut National des Sciences Médicales Générales, les Instituts Nationaux du Programme de Formation du Scientifique Médical de Santé, la Récompense de Service de Recherches de Ruth L. Kirschstein National, et La Fondation de Whitaker.