Используя CRISPR для того чтобы произвести наведенные стволовые клетки Pluripotent

Thought LeadersDr. Sheng DingSenior Investigator, Gladstone InstitutesProfessor of Pharmaceutical Chemistry, UCSFAn interview with Dr. Sheng Ding, PhD, conducted by Kate Anderton, BSc

Как наведенные pluripotent стволовые клетки отличают от зародышевых стволовых клеток? Каким методологиям после того как мне была используемая продукция наводила pluripotent стволовые клетки в прошлом?

Оперируя понятиями потенциала функции клетки или клетки, наведенные pluripotent стволовые клетки идентичны к зародышевым стволовым клеткам. То действительно цель делать наведенные pluripotent стволовые клетки.

Кредит: nobeastsofierce/Shutterstock.com

Молекулярные и функциональные свойства наведенных pluripotent стволовых клеток идентичны к зародышевым стволовым клеткам, но наведенные pluripotent стволовые клетки выведены от соматических клеток.

Эти соматические клетки можно изолировать от взрослых тканей как кожа, кровь или любая другая легко доступная ткань, но зародышевые стволовые клетки можно только вывести от зародыша на специфическом этапе в развитии; так называемый этап blastocyst.

Польза эмбриональных клеток состязательна, по мере того как разрушают для того чтобы изолировать зародыш типично стволовые клетки. Это почему наведенная pluripotent стволовая клетка стала единственным источником стволовых клеток для много исследователей. Они имеют такие же молекулярные и функциональные свойства но отличают от зародышевых стволовых клеток их источником.

Какие возможности научные работники смотрят на когда это прибывает в работой с стволовыми клетками? Почему важно что новые методы начаты?

Наведенные pluripotent стволовые клетки сперва были произведены путем overexpressing 4 фактора транскрипции в соматической клетке. Эти факторы транскрипции экзогенно поставлены в соматическую клетку, где они перепрограммируют клетку для того чтобы пойти pluripotent стволовой клеткой.

То был первоначально методом начатым Yamanaka и его командой, который выиграли Нобелевскую премию немного лет тому назад. Очень мощный метод который в настоящее время использован для того чтобы произвести наведенные pluripotent стволовые клетки для широкого диапазона применений.

Однако, иметь различный способ для производить наведенные pluripotent стволовые клетки может предложить новые преимущества. Это почему, с первоначально открытия наведенных pluripotent стволовых клеток над декадой тому назад, исследователя в поле стволовой клетки пробовали определить и работать на начинать новые методы для того чтобы произвести такой же тип клетки.

Я думаю что это истинно для любой новой технологии, любая, котор дали технология будет иметь некоторые ограничения и люди определенно всегда будут хотеть улучшить или определить новые методы для того чтобы сделать такой же продукт или такой же материал. В этот случай, люди пытают сделать такой же тип из клеток.

Иметь различный способ может адресовать некоторые ограничения связанные с предыдущими методами и может предложить некоторые преимущества оперируя понятиями терапевтического или даже non-терапевтических применений.

Пожалуйста конспектируйте ваше недавнее исследование включая стволовые клетки.

Наше самое последнее открытие включило переконструировать систему CRISPR-Cas9 и использование его для того чтобы создаться навело pluripotent стволовые клетки.

По мере того как вы можете знать, CRISPR первоначально было конструировано для того чтобы редактировать специфический ген или последовательность дна.

Для этого, система CRISPR имеет 2 главных компонента. Одно РИБОНУКЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА направляющего выступа, которая использована для того чтобы обнаружить местонахождение специфическую последовательность в геноме, и другое энзим используемый для того чтобы отрезать зону мишеней дна.

В наших экспериментах, мы поддерживали функцию локализацией генома Cas9, или CRISPR, но деактивировали функцию вырезывания дна. Na górze того, мы сплавили transcriptional фактор активации с протеином Cas9 так как мы смогли активировать транскрипцию на специфическом genomic положении.

Это значило что вместо вводить 4 перепрограммируя фактора в соматическую клетку, мы использовали систему активации CRISPR для того чтобы активировать транскрипцию на специфическом локусе для того чтобы навести перепрограммировать в фенотип стволовой клетки.

Почему использующ CRISPR в исследовании стволовой клетки такое выдвижение?

Наше изучение произвело несколько новых заключения или выдвижений. Во первых, мы использовали CRISPR для того чтобы навести transcriptional активацию на специфическом genomic положении. Это принципиально иной от поставлять перепрограммируя факторы в клетку.

Работала ли эта новая методология даже и что основной механизм этой новой методологии был ранее неизвестен. Так, мы сперва установили вне для того чтобы определить было ли это даже возможно и что механизм был бы за этим процессом принципиально иной.

То один вид находить, одно основнное развитие в нашем изучении. Мы доказали что было возможно использовать CRISPR для того чтобы перепрограммировать соматические клетки и начали определять методологию за этим процессом.

Secondly, эта методология может предложить различный профиль безопасности для производить наведенные pluripotent стволовые клетки, которые заботы адресов предыдущие связали с канцерогенностью вводить перепрограммируя факторы экзогенно.

Наконец, этот метод можно более легко или охотно приспособиться для перепрограммировать в-vivo генетический, где вы можете использовать одиночное средство доставки гена для того чтобы достигнуть активации множественных генов.

Гены используемые для того чтобы перепрограммировать клетку используя традиционный метод могут быть довольно большими, что польза одиночного вектора невозможна. Одиночный вектор не может включить все 4 гена или не может выразить все 4 гена в клетке.

Вместо вводить гены, система CRISPR использует гораздо коротке зону РИБОНУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ направляющего выступа для того чтобы обнаружить местонахождение и активировать транскрипцию генов цели. Вы можете легко приспособить 5, 10 или больше генов в одиночном векторе. То главная техническая разница с этой системой.

Кредит: Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock.com

Что ограничения использования CRISPR для того чтобы произвести наведенные pluripotent стволовые клетки?

Ограничение производить наведенные pluripotent стволовые клетки используя первоначально метод был профилем безопасности клеток.

Традиционный подход соматический перепрограммировать, где 4 гена экзогенно поставлены в продифференцированную клетку может произвести tumorigenic клетки. Подуманы, что будет должно к персистированию чужих генов в наведенной pluripotent стволовой клетке.

Также, перепрограммировать используя первоначально метод может быть незакончен, выходящ некоторой соматической клетке эпигеномная память. То действительно перепрограммируя вопрос эффективности.

Механизм мы использовали в нашем самом последнем изучении был очень друг. Мы все еще в процессе характеризовать безопасность и эффективность клеток произведенных используя эту доработанную версию системы CRISPR. Кроме где наш метод не вводит те чужие перепрограммируя гены, мы активируем гены вернее чем обеспечивающ клетку с экстренным экземпляром или множественными копиями чужих генов.

Это значит что мы не имеем такие же заботы безопасности как и прежде, каким мы не обеспечиваем клетки с чужими oncogenic перепрограммируя факторами. Вместо, мы активируем транскрипцию генов которые присутствовал уже в клетке.

Мы остают, что вполне характеризуем свойства наведенных pluripotent стволовых клеток произведенных в этом путе. Каждый подход будет иметь свои собственные профи - и - жулики, но иметь различную методологию будет довольно полезн оперируя понятиями отжимать предыдущие ограничения.

В будущем, вы думаете наведенные pluripotent стволовые клетки по заведенному порядку будете использованы в исследовании и обработке?

Наведенные pluripotent стволовые клетки (iPSCs) уже по заведенному порядку использованы в различных применениях исследования. В настоящее время, iPSC-выведенные типы клетки испытываются в ряде клинических изучений, поэтому новые методы или выдвинуто в поле будут прибавлять на даже большое количество применений, как в исследовании, так и в терапевтике.

Кредит: Фото CI/Shutterstock.com

Какие применения для наведенных pluripotent стволовых клеток в исследовании и обработке? Какие варианты оно снабдит пациенты?

Главные применения наведенных pluripotent стволовых клеток (iPSCs) двукратны. Одно использует наведенные pluripotent стволовые клетки для того чтобы начать модельные системы людских заболеваний, могущие понадобиться более лучше для того чтобы понять людские заболевания и начать новые обработки.

Наведенные pluripotent стволовые клетки нельзя использовать по мере того как оно обрабатывать людское заболевание. Их необходимо продифференцировать в специфические типы клетки, котор нужно использовать для терапии.

Настолько другое преимущество использует iPSCs которые были продифференцированы в ткан-специфические типы клетки для того чтобы обработать заболевания или были потеряны ушибы где т ткан-специфическая клетка печатает внутри наше на машинке собственные тела. Например, люди уже испытывают pluripotent клетки клетк-выведенные стержнем для обрабатывать заболевания глаза, панкреас.

Пример где iPSCs могут быть использованы в будущем проба которая в настоящее время использует стволовые клетки зародышевой стволовой клетки выведенные для того чтобы начать бета клетки для обработки типа мочеизнурения i. Опять, потому что iPSCs идентичны к зародышевым стволовым клеткам оперируя понятиями молекулярных и функциональных свойств, оно мыслимо что iPSC-выведенная поджелудочная бета клетка смогла быть использована вместо.

Несколько компаний подготовляют любые зародышевые стволовые клетки или iPSC-выведенные невроны допамина для заболевания Parkinson и клетки сердечной мышцы для остановки сердца.

Чему вы думаете будущие владения для исследования стволовой клетки?

Я думаю что мы все еще на милой ранней стадии в исследовании стволовой клетки. Основнные развития над последней серединой декады что мы можем теперь начать наши собственные pluripotent стволовые клетки довольно охотно, и дифференцируют те клетки в разнообразие ткань и орган-специфические типы клетки.

Мы можем даже использовать наши подходы к инженерства для того чтобы построить специфические ткани и органы, позволяющ нам начать очень более лучше понимать людских заболеваний используя модели стволовой клетки. Также, по мере того как я упомянул ранее, мы теперь видим что некоторые из тех выведенных стволовой клеткой специфических типов клетки вписывает клинические изучения.

В следующих 10 до 20 летах, мы определенно увидим взрыв различных применений стволовых клеток в исследовании и в терапии. Я надеющийся что регенеративная медицина используя продифференцированные типы клетки выведенные от наведенных pluripotent стволовых клеток будет использована для того чтобы обработать много различных заболевания и ушибов.

Где могут читатели найти больше информации?

О Др. Sheng Ding

Др. Ding старший исследователь на институте двухместного экипажа сердечнососудистого заболевания и профессора в отделе фармацевтической химии на Университете штата Калифорнии Сан-Франциско (UCSF).

Др. Ding pioneered развитие и применение новаторского химиката причаливает к биологии и регенерации стволовой клетки. Его работа фокусировала на открывать и характеризовать романные малые молекулы которые могут контролировать различные судьбы клетки и действуют, включая обслуживание стволовой клетки, активацию, дифференцирование и перепрограммировать в различных отработочных этапах и тканях.

Др. Ding член нескольких профессиональных групп, включая общество американского химиката, американское общество для биологии клетки и международное общество для исследования стволовой клетки. Он получал разнообразие почетности, включая быть названным один из верхних 5 людей 2009 научным работником.