Bioelektriniai signalai paverčia kamieninių ląstelių palikuonis vėžiniais; Naujai atrastos „instruktorių ląstelės“gali pateikti mirtinus nurodymus

Bioelektriniai signalai paverčia kamieninių ląstelių palikuonis vėžiniais; Naujai atrastos „instruktorių ląstelės“gali pateikti mirtinus nurodymus
Bioelektriniai signalai paverčia kamieninių ląstelių palikuonis vėžiniais; Naujai atrastos „instruktorių ląstelės“gali pateikti mirtinus nurodymus

Video: Bioelektriniai signalai paverčia kamieninių ląstelių palikuonis vėžiniais; Naujai atrastos „instruktorių ląstelės“gali pateikti mirtinus nurodymus

Video: Bioelektriniai signalai paverčia kamieninių ląstelių palikuonis vėžiniais; Naujai atrastos „instruktorių ląstelės“gali pateikti mirtinus nurodymus
Video: Bioelectrical signals reveal, induce, and normalize cancer 2023, Rugsėjis
Anonim

Tuftso universiteto menų ir mokslų mokyklos biologai išsiaiškino, kad naujai nustatytų „instruktorių ląstelių“membranos įtampos pokytis gali paskatinti kamieninių ląstelių palikuonis pigmentinių ląstelių augimą, panašų į melanomą. Tufts komanda taip pat nustatė, kad ši metastazavusi transformacija atsirado dėl serotonino transportavimo pokyčių. Šis atradimas gali padėti užkirsti kelią ir gydyti tokias ligas kaip vėžys ir vitiligo, taip pat apsigimimus.

Tyrimas paskelbtas 2010 m. spalio 19 d., ligos modelių ir mechanizmų numeryje.

Šio naujo bioelektrinio signalo ir naujo tipo ląstelių atradimas gali būti labai svarbus siekiant suprasti mechanizmus, kurie koordinuoja kamieninių ląstelių funkciją šeimininko organizme ir užkerta kelią naviko augimui. Galiausiai tai gali padėti mums nukreipti ląstelių elgesį link regeneracijos. medicinos programos“, – sakė tyrimo vadovas ir vyresnysis autorius Michaelas Levinas, mokslų daktaras, biologijos profesorius ir Tuftso regeneracinės ir vystymosi biologijos centro direktorius.

Nr.

Neteisingas kamieninių ląstelių reguliavimas yra žinomas vėžio ir apsigimimų veiksnys. Naujausi tyrimai parodė, kad kamieninės ląstelės pasižymi unikaliais elektrofiziologiniais profiliais ir kad jonų kanalų b altymų kontroliuojamos jonų srovės atlieka svarbų vaidmenį kamieninių ląstelių diferenciacijos metu. Tačiau, nors daugelis genetinių ir biocheminių signalų perdavimo būdų yra svarbūs reguliuojant ląstelių ir šeimininko organizmo sąveiką, bioelektrinių signalų vaidmuo tebėra menkai suprantamas, ypač žiūrint ne tik dirbtines kultūras, bet ir ištisus gyvus organizmus.

"Vienas iš dalykų, kuriuos turime žinoti, yra tai, kaip ląstelės žino, ką daryti, kad dalyvautų sudėtingame šeimininko organizmo modelyje. Kūnas paprastai sako ląstelėms: "Netapti vėžiu ir nepakenkti jūsų organizmui. savo; vietoj to dalyvaukite išlaikant normalią visų audinių ir organų formą, nes atskiros ląstelės sensta ir miršta“, – sakė Levinas.

Siekdami nustatyti, kaip membranos įtampos pokyčiai reguliuoja ląstelių elgseną in vivo, Tufts tyrėjai ištyrė Xenopus laevis varlių embrionų kamieninių ląstelių grupę, vadinamą nervų ketera. Stuburinių gyvūnų, taip pat ir žmonių, nervų kamieninės ląstelės migruoja visame kūne. Jie sukelia daugybę ląstelių tipų, įskaitant pigmentines ląsteles, vadinamas melankocitais, ir prisideda prie tokių struktūrų kaip širdis, veidas ir oda. Yra žinoma, kad įgimtos nervų keteros apsigimimai paveikia jų palikuonių ląsteles ir sukelia apsigimimus.

Tufts biologai manipuliavo specialios, negausios ląstelių populiacijos, esančios visame embrione, elektrinėmis savybėmis, naudodami įprastą antiparazitinį vaistą ivermektiną, kad atidarytų glicino ribojamą chlorido kanalą (GlyCl). GlyCl kanalas yra vienas iš daugelio jonų kanalų, kurie kontroliuoja ląstelių membranos įtampą ir yra šios unikalios „instruktorių ląstelių“populiacijos žymeklis. Chlorido jonų lygio pakeitimas, siekiant hiperpoliarizuoti arba depoliarizuoti ląsteles, savo ruožtu sukėlė nenormalų tolimų melanocitų, gautų iš nervų keteros, augimą. Šios pigmentinės ląstelės ne tik daugėjo, bet ir suformavo ilgas, į šakas panašias formas ir nuodugniai įsiveržė į nervinius audinius, kraujagysles ir žarnas. Šis modelis būdingas metastazėms.

Šių GlyCl ekspresuojančių ląstelių gebėjimas radikaliai pakeisti skirtingo tipo ląstelių (melanocitų) formą, padėtį ir kiekį atskleidė naują ir potencialiai labai svarbų ląstelių tipą – instruktoriaus gebėjimą, galintį pakeisti ląstelių elgesį. kitos ląstelės yra dideliu atstumu.

Tyrėjai pasiekė panašių rezultatų, kai naudojo įvairius metodus transmembraniniam potencialui manipuliuoti. Todėl jie padarė išvadą, kad poveikį sukėlė pats įtampos pokytis ir jis iš esmės nepriklauso nuo ivermektino, chlorido srauto ar GlyCl kanalo.

Žmogaus epidermio melanocitų tyrimas depoliarizuojančioje terpėje taip pat parodė formos pasikeitimą, panašų į tą, kuris nustatytas Xenopus buožgalvių.

Tyrėjai taip pat nagrinėjo klausimą, kaip ląstelės pajuto depoliarizaciją ir pavertė šį biofizinį signalą į tolimų ląstelių elgesio pokyčius. Išbandę tris galimus mechanizmus, jie nustatė, kad serotonino (neuromediatoriaus, kurį galima moduliuoti, kad būtų reguliuota nuotaika, apetitas ir kitos funkcijos) pernešimas per ląstelės paviršių buvo tikėtinas pasiuntinys.

Tufts tyrinėtojai pastebi, kad kitų jonų kanalų analizė gali atskleisti kitas instruktorines ląsteles, kurios gali signalizuoti ir pakeisti įvairių svarbių kūno ląstelių elgesį. Mokymasis atpažinti tokius ląstelių tipus ir jais manipuliuoti gali atskleisti papildomus jonų srautų vaidmenis ir sukurti naują ląstelių elgesio kontrolės modelį regeneracinėje medicinoje ir onkologijoje.

Levinas ir jo kolegos jau siekia ankstyvo, neinvazinio vėžio nustatymo būdų, naudojant įtampai jautrius dažus, ir tiria būdus, kaip normalizuoti vėžį, repoliarizuojant nenormalias ląsteles ir instruktorines ląsteles.

Tyrimą finansavo Nacionaliniai sveikatos institutai, Gynybos departamentas, Forsyth institutas ir NIH – Nacionalinis dantų ir kaukolės ir veido tyrimų institutas.

Rekomenduojamas: