سلولهای بنیادی ،مهندسی بافت
صفحه نخست   ::   آرشیو  ::   تماس با من   
 
سلولهای بنيادی بالغين در بافتهای ديگر

Skeletal muscle stem cell

Satellite cells  در ماهيچه هاي مخطط 40 سال پيش در قورباقه به وسيله ميكروسگوپ الكتروني ديده شده اند Satellite cells   در basal lamina عضلات اسكلتي وجود دارند اگرچه satellite cells  به صورت طبيعي قدرت تقسيم ندارند ولي انها بعد از injuryميتوانند تكثير شوند يك گروه از transcription factors

كه myogenic regulatory factors (MRFs)  ناميده ميشوند نقش اصلي را در تمايز اين سلولها بازي ميكنند. اين فاكتورها شامل primary MRFs, MyoD and Myf5 كه در شكل گيري myoblast

 در طول embryogenesis نقش دارند secondary MRFs, myogenin and MRF4 در تمايز نهايي اين سلولها نقش دارند  يك نوع ديگري از سلولهاي بنيادي كه در عضلات اسكلتي وجود دارد SP cell

ميباشند كه ميتوانند عضلات اسكلتي را بسازند

SP muscle stem cell  داراي ماركرهاي زير ميباشند

CD45+ neg c-kit neg SCA-1

Skin and digestive precursor cell

جمعيت سلولي كه اپيتليوم روده كوچك را بازسازي ميكنند در كريپتهاي روده كوچك وجود دارند كريپتهاي روده تورفتگيهاي عميق در طول روده ميباشند كه حاوي سلولهاي بنيادي ميباشند.همچنين سلولهاي بنيادي در فوليكولهاي مو به نظر ميرسد حاوي سلولهاي بنيادي باشند اين سلولها ميتوانند به چندين نوع سلول از جمله اپيدرم پوست تمايز يابند جمعيت ديگري از سلولهاي بنيادي در لايه بازال پوست وجود دارد.

Stem cell in the pancreas and liver

سلولهاي بنيادي د ر پانكراس انسان به نظر ميرسد در مجراي ان و يا در جزيره هاي ان وجود داشته باشد.ازمايشات نشان ميدهد كه سلولهاي بنيادي كه نستين را بيان ميكنند مانند سلولهاي بنيادي عصبي قدرت تبديل به سلولهاي ترشح كننده انسولين را دارا ميباشند.مطالعات اخير نشان ميدهد كه سلولهاي بنيادي خونساز كه منشا مزودرمي دارند.ميتوانند در اسيبهاي وارده به كبد به اين عضو مهاجرت كرده و تبديل به سلولهاي هپاتوسيت با منشا اندودرمي شود.

Pulmonary Epithelial Stem Cells

.

سلولهاي بنيادي چند ظرفيتي يا مولتي پوتنت در ريه قدرت تمايز به سمت سلولهاي ترشحي مژكدار و سلولهاي پايه اي و بينابيني را دارا ميباشند.اگرچه ماركرهاي سطحي و ميكرو محيطي كه در آن قرار دارند هنوز به خوبي مشخص نشده است.سلولهاي بنيادي كه در ريه قرار دارند به نام bronchioalveolar stem cell (BASC)   نامگذاري ميشوند اين سلولها در محل اتصال آلوئول و مجراي برونشيول قرار دارند.اين سلولهاي بنيادي در توليد سلولهاي كلارا و سلولهاي آلوئول  ريه نقش دارند.فعال شدن مسير داخل سلولي EGF يا Hedghog در تمايز اين سلولها نقش دارند.

Gastrointestinal Tract Stem Cells.

جايگزيني سلولهاي اپيتليالي در دستگاه گوارش فرايندي فيزيولوژيكي ميباشد كه در هر 2 تا 7 روز اتفاق ميافتد.سلولهاي بنيادي چند ظرفيتي در دستگاه گوارش در كريپتها و در غدد معدي وجود دارند.آن گزارش شده است كه سلولهاي بنيادي روده باريك ماركرهاي:

  receptor for SCF,  Musashi-1 (Msi-1), CD24

را بيان ميكنند.اين سلولها به سمت سلولهاي روده باريك شامل:

absorptive cells, goblet cells, enteroendocrine cells and Paneth cells

تمايز ميابند.موكوس معدي نيز داراي سلولهاي بنيادي وپيشسازهاي سلول معدي ميباشد كه در فرايند مهاجرت دوقطبي قدرت تبديل به سلولهاي:

parietal, zymogenic, and pit cells

در معده را دارا يمباشند.

Pancreatic Stem Cells.

پانكراس بالغين 3 نوع بافت را دارا ميباشد اين 3 نوع بافت شامل:

و جزاير لانگرهانس ميباشد.  ductal tree, the exocrine acini,

دونوع بافت اول آنزيمهاي مربوط به دستگاه گوارش پانكراس را توليد ميكنند و جزاير لانگرهانس آنزيمهاي:

insulin-producing _-cells, glucagon-producing _-cells, somatostatin-producing _-cells, and pancreatic polypeptide-producing _-cells

را توليد ميكند.بيشتر شواهد حاكي از حضور سلولهاي بنيادي در داكت يا مجراي پانكراس و در جزاير آن ميباشد.به نظر ميرسد كه در دوران جنيني بيشتر سلولهاي پانراس از سلولهاي بنيادي داكت ان توليد ميشود.و همينطور بهد از برداشتن قسمتس از پانكراس رژنرشن پانكراس از طريق سلولهاي داكت آن صورت ميگيرد.آن نشان داده شده است كه سلولهاي بنيادي پانكراس جنين ماركرهاي:

nestin, ATP-binding cassette transporter (ABCG2), and KIT, as well as epidermal growth factor receptor (EGFR), hepatocyte growth factor receptor (c Met), and glucagon-like peptide receptor

را بيان ميكنند.

همچنين تمايز سلولهاي بنيادي خون بند ناف, كبد مغز استخوان طحال و سيستم عصبي مركزي با استفاده از فاكتورهاي:

bFGF, SCF, nicotinamide, betacellulin, glucagon-like peptide, and activin A

به سمت سلولهاي بتا توليد كننده انسولين گزاش شده است.همچنين تمايز سلولهاي بنيادي جنيني انسان به سمت سلولهاي توليد كننده انسولين  كه ماركرهاي: Foxa2, PDX-1, and Isl1 را بيان ميكنند گزارش شده است.

Hepatic Oval Cells.

Hepatocyte بالغ ميتواند تقسيم شود ودر آسيبهاي وارده به كبد باعث ترميم بافت كبدي شود.يك جمعيت كمي از سلولها در كبد وجود دارند كه با نامhepatic oval cells (HOCs)  شهرت دارند به نظر ميرسد كه اين سلولها نيز قدرت ترميم كبد را دارا ميباشند.اين سلولهاي بنيادي به نظر ميرسد كه در كانالهاي هرينگ وجود داشته باشند .براي آشنايي با ساختمان كبد به كتاب بافت شناسي جان كوييرا مراجعه فرماييد.اين سلولهاي بنيادي ماركرهاي:

_alpha-fetoprotein, alpha_-glutamyl-transferase, albumin, K19, OV-6, and OC.2,CD34, Thy1.1, Flt3-receptor, and KIT,

را بيان ميكننداين سلولهاي بنيادي ميتوانند به سلولهاي بايل داكت و هپاتوسيت ها تمايز يابند.فاكتورها و مسير داخل سلولي زير در تمايز تكثير و كنترل اين سلولهاي بنيادي نفش دارند:

HGF, EGF/TGF-_, vascular endothelial growth factor (VEGF), SCF, Wnt/_-catenin, TGF-_, and stromal-derived factor-1 (SDF-1

گزارشات ديگر حاكي است كه تحت شرايط كشت خاص سلولهاي شبيه هپاتوسيت در خون بند ناف مغز استخوان و پانكراس وجود دارد.

Urogenital Stem Cells

Mammary and Prostatic Gland Stem Cells.

در لايه بازاي مجراهاي شيري پستان سلولهاي بنيادي يافت ميشود كه  ماركرهاي :

estrogen receptor-_ (ER-_-positive cells) Sca-1, K19, and Msi-1,

را بيان ميكنند.

در منطقه پروگزيمال مجراي پانكراس نيز سلولهاي بنيادي وجود دارد.اين سلولهاي بنيادي كه به نظر ميرسد در غشا پايه وجود داشته باشند ماركرهاي:

_2_1 (hi)-integrin, CD133, Sca-1, prostate stem cell antigen, telomerase, and K6a K5, K14, p63, and anti-apoptotic Bcl-2 protein

اين سلولهاي بنيادي فنوتيپ سلولهاي شبه بازال را دارا ميباشند زيرا اين سلولها فاقد رسپتور آندروژن ميباشند به نظر ميرسد كه فعال كردن نابجا اين سلولهاي بنيادي توسط مسيرهاي داخل سلولي باعث سرطاني شدن اين سلولهاي بنيادي ميشود.

Adult Stem Cells of Mesodermal Origin

Cardiac Stem Cells.

دستهاي از سلولهاي بنيادي در قلب وجود دارد كه ماركرهاي:

Sca-1, KIT, and/or multidrug resistance transporter gene 1 (MDR1)

را بيان ميكنند.اين سلولهاي بنيادي در دهليز و آپكس بطن چپ قرار دارند.اين سلولهاي بنيادي ميتوانند تكثير شوند و به سمت سلولهاي عضلاني صاف ميوكارد و سلولهاي آندوتليال متمايز شوند.همچنين در قلب

وجود دارد كه اين سلولها ماركرهاي:   cardiac neural crest cells

nestin, Msi-1, and MDR1,

را بيان ميكنند.جالب اينجاست كه در محيط بدون سرم اين سلولهاي بنيادي ماركرهاي عصبي بيشتري را بيان ميكنند.

Stem Cells of Ectodermal Origin

Ocular Stem Cells.

اپيتليوم سطحي سيستم بينايي انسان شامل :

corneal, limbal, and conjunctival stratified epithelia.

ميباشند.به نظر ميرسد كه سلولهاي بنيادي اپيتليوم قرنيه در ناحيه ليمبوس قرنيه وجود داشته باشد و همينطور سلولهاي بنيادي ملتحمه در فورنيكس و بولب ان وجود دارد.سلولهاي بنيادي ناحيه ليمبوس ماركرهاي:

p63, ABCG2, _9- and _1-integrins, EGFR, K19, _-enolase, and CD71

را بيان ميكنند.اين سلولهاي بنيادي در شرايط آزمايشگاهاي ميتوانند به سلولهاي عصبي تبديل شوند.يك جمعيت از سلولهاي بنيادي عصبي در منطقه ciliary epithelium (CE) نزديك به retina وجود دارد كه در بهبود اسيب هاي وارده به رتينا نقش دارند.اين سلولهاي بنيادي همان سلولهاي Retinal stem cell ناميده ميشوند كه ماركرهاي:

telomerase, neural markers such as nestin, and retinal progenitor markers such as Pax 6

را بيان ميكنند.اين سلولهاي بنيادي ميتوانند به سلولهاي بنيادي شبكيه شامل سلولهاي گانگليوني سلولهاي مولر و سلولهاي گيرنده نور متمايز شوند.

Adipose stem cell

نوع ديگري از سلولهاي بنيادي بالغين كه در بدن وجود دارد سلولهاي بنيادي چربي ميباشد.اين نوع از سلولهاي بنيادي قابليت دسترسي و كشت آن آسان ميباشد اين سلولها را ميتوان از طريق ليپوساكشن استخراج كرد.اين سلولهاي بنيادي ماركر CD34 را بيان ميكنند.و همانند سلولهاي بنيادي مغز استخوان به كف ظرف ميچسبند.در هر گرم از چربي مقدار 73000 سلول وجود دارد اين سلولها 12 تا 14 ميكرومتر طول دارند.اين سلولهاي بنيادي زير جلدي ميتوانند منبع جديدي براي درمان بيماريهاي مختلف قرار بگيرند.اين سلولهاي بنيادي فاكتورهاي مختلف آنژيوژنيك و Anti Apoptotic را بيان ميكنند.بنابراين اين سلولها ميتوانند براي رگزايي و رشد عروق مورد استفاده قرار گيرند.تحويل اين سلولها به جايگاه ايسكمي باعث بهبود ضايعه شده است.يك علت براي مفيد بودن اين سلولها در درمان ايسكمي وجود فاكتورهاي VEGF, HGF در اين سلولها ميباشد.بررسيهاي فلوسيتومتري حضور ماركرهاي  :

CD13  CD14  CD16 CD31  CD34  CD44  CD45  CD49d CD56  CD62E  CD71  CD90  CD104  CD105  CD106  SH3  STRO-1

را در آنها اثبات كرده است.به نظر ميرسد كه اين سلولهاي بنيادي قدرت تمايز به سلولهاي مزودرمي شامل استخوان چربي  غضروف و اكتودرمي مانند  عصب و غيره را دارا ميباشند.

سلولهاي بنيادي پالپ دندان(Dental Pulp Stem Cell)

نوع ديگري از سلولهاي بنيادي بالغين كه در بدن انسان وجود دارد. و ميتواند در آينده در دندانپزشكي مورد استفاده قرار گيرد و اخيرا دانشمندان ايراني در اصفهان موفق به كشت اين نوع سلول شدند .سلولهاي بنيادي حاضر در پالپ دندان انسان ميباشد.كشت اين سلول هاي بنيادي بدين صورت ميباشد كه  ابتدا دندان سوم آسيا از انسان جدا سپس دندان را تا رسيدن به كانال سمنتوم كات كرده و محتويا ت پالپ را به درون كلاژناز نوع يك (3 ميلي گرم در ميلي ليتر) و Dispase (4 ميلي گرم در ميلي ليتر) ميريزيم و سپس به مدت يك ساعت در داخل انكوباتور 37 درجه نگه ميداريم.و سپس سلولها را از درون فيلتر مش 70 ميكرومتري عبور داده تا سلولهاي تكي جدا شوند.در مقايسه با سلولهاي بنيادي مغز استخوان اين سلولهاي بنيادي قدرت تشكيل كلوني بيشتري دارند.و به طور ميانگين در هر 10000 سلول 27 تا 30 عدد كلوني تشكيل ميدهند.

بررسي ايمونو هيستوشيمي سلولهاي بنيادي پالپ دندان آشكار كرد كه اين سلولهاي بنيادي ماركرهاي زير:

CD44 , Integrin b1 , VCAM-1, a-SM actin

MUC-18, Collagen-I  ,Collagen-III

Osteocalcin,  Osteonectin , Osteopontin

Alk Phos  ,FGF-2

را بيان ميكنند.

 

Hair follicle bulge: A fascinating reservoir of

epithelial stem cells

سلولهاي بنيادي فوليكول مو

موي انسان داراي دو مرحله رشد سلولي ميباشد مرحله آناژن و مرحله كاتاژن در طول مرحله آناژن سلولهاي ماتريكس و سلولهاي كراتينوسيت تمايز نيافته در منطقه بولبار تحت تاثير مزانشيمال درم در پاپيلاي ته فوليكول مو به سرعت تكثير پيدا ميكنند.(1)

اين عمل باعث بلند شدن مو ميشود. قبلا اثبات شده است كه منطقه بولبار فوليكول مو داراي سلولهاي بنيادي ميباشد.(18.19)بخشهاي پاييني فوليكول مو در طي فرايند كاتاژن دچار سير قهقرايي ميشود.(1)

يكي از مشخصترين خصوصيات سلولهاي بنيادي اين ميباشد كه آنها داراي چرخه سلولي آهسته ميباشند به كاربردن تيميدين نشاندار ميتواند باعث نشاندار كردن سلولهاي بنيادي فوليكول مو شود و اين سلولهاي بنيادي بعد از نشاندار شدن به عنوان label retaining cell

LRCs شناخته ميشوند.(21)در سال 1990 كوتسارليس اثبات كرده است كه اين سلولها در منطقه Bulge موش وجود دارد.(3)

يك مطالعه ديگر اثبات كرده است كه اين ماده سلولهاي اين منطقه را براي مدت 14 ماه نشاندار ميكند.

The bulge region contains keratinocyte stem cells with a highly proliferative potential

LRC يك روش متداول براي شناخت سلولهاي بنيادي اين منطقه ميباشد(21.23)آزمايشات مختلفي كولونوژنيك بودن اين سلولهاي بنيادي را اثبات كرده است اين آزمايشات شامل CFE يا colony forming efficiency ميباشد.

Bulge cells are multipotent

يك خصوصيات ديگر در مورد اين سلولهاي اين ميباشد كه اينها multipotent ميباشند(7.28)در تحت شرايط كشت خاص تمايز اين سلولهاي بنيادي به سمت سلول عصبي نشان داده شده است(33)

Isolation of enriched bulge cell population

 

ميكرو ديسكشن بر اساس مورفولوژي سلولهاي فوليكول مو براي جداسازي اين سلولهاي بنيادي مورد استفاده قرار ميگيرد.(26.34)اين تكنيك وقتگير ميباشد و خالص سازي سلولهاي بنيادي قابل اطمينان نميباشد.استفاده از ماركر سلولي براي خالص سازي اين سلولهاي بنيادي بسيار كارامد ميباشد.كراتين 15 به طور مكرر توسط سلولهاي bulge فوليكول مو بيان ميباشد.(4)آنتي بادي برخلاف كراتين 15 بيرونيترين لايه غلاف ريشهاي خارجي را رنگ ميكند.(outer root sheath

اين منطقه نزديك عضله اركتور پيلي مو قرار دارد(4)اين رنگ اميزي كمتر در قسمتهاي پايين فوليكول مو شاهده ميشود پس اين رنگ اميزي روش مطمئني براي خالص سازي اين سلولهاي بنيادي نميباشد.بيان شدن CD34 يك ماركر ديگر اين سلولها روش ديگري براي خالص سازي اين سلولهاي بنيادي در bulge فوليكول مو ميباشد.(36)اين ماركر براي شناسايي اين سلولها در انسان مفيد نميباشد.مشخص كردن ماركرهاي سطحي در سلولهاي بنيادي بولج انسان براي تحقيقات در مورد سلولهاي بنيادي فوليكول مو انسان ضروري ميباشد. خالص سازي اين سلولهاي بنيادي در انسان به روش:

laser capture microdissection (LCM)

صورت ميگيرد.(9)اين روش شامل ميكرو اري اين سلولهاي بنيادي و مقايسه اين سلولها با 4 نوع سلول غير بنيادي ديگر ميباشد.دراين روش ماركرهاي CD200 و CD59 دراين سلولها upregulate  ميشد و ماركرهاي CD24.CD34.CD71.CD146 در انها downregulate ميشد.CD200 بهترين ماركر براي شناسايي سلولهاي بنيادي فوليكول مو ميباشد اين سلولهاي بنيادي به صورت:

CD200hi24low34low71low146low

مشخص ميشوند.ماركر ديگري كه در اين سلولهاي بنيادي بيان ميشود ماركر:

frizzled homolog 1 (FZD1)

ميباشد.(9)

The molecular signature of bulge cells

دو ديدگاه مختلف 57 ژن overlap را در سلولهاي bulge موش شناسايي كرده اند.اين شامل ژنهاي دخيل در فرايند تكثير تمايز اين سلولها مانند:

Gas1 (growth arrest specific 1), Idb (inhibitor of DNA binding) genes, S100 genes and Tnc (tenascin C)

ميباشد.wnt و BMP دو مسير داخل سلولي مهم در فوليكولهاي مو ميباشد.

Gene                 mouse                        human

                      up                                    K15                       up

                        up                                 WIF1                     up

                        up                                   DKK3                   up

                        up                                  FZD (1 or 2)          up

                         up                                 TGFb2                  up

CD200                  up                                    up

CD34                   up                                   down

LTBP2                 up                                    down

CD71                    down                              down

DIO2                      -                                       up

ANGPTL2              -                                      up

 

Bulge cell biology: from the bench to the clinic

اين سلولهاي بنيادي ميتواند منبع خوبي براي براي سلول درماني بيماريهاي جلدي باشند.يكي از مهمترين بيماريهاي  استفاده از سلولهاي بنيادي bulge در درمان بيماري alopecia ميباشد.(43)در موش ساختن دوباره فوليكول مو با توليد درجا فوليكول مو انجام شده است(29)در اين آزمايش اثبات شده است كه كه سلولهاي bulge تشكيل فوليكولهايي را داده اند كه وارد چرخه سلولي شدند.(13)چنين روشي در انسان هنوز انجام نشده است.انتقال ژن به سلولهاي بنيادي bulge باعث ميتواند در درمان بعضي بيماريهاي مادرزادي موثر باشد(14)به خاطر اينكه bulge cells توانايي ساكن شدن در اپيتليوم بين فوليكولي را دارا ميباشند انتقال ژن به درون اين سلولها روش جديدي در درمان بيماريهاي ژنتيكي مانند:

epidermolysis bullosa (EB)

ميباشد.(14.15)اين سلولهاي بنيادي به نظر ميرسد كه نقش مهمي در توليد تومور داشنه باشند.(17)اين سلولهاي بنيادي هرچند داراي سيكل سلولي آهسته ميباشند اما اين سلولهاي بنيادي ميتوانند جهش پيدا كرده و باعث ايجاد كارسينوما شوند.(23)(16.27)

  و Trichoepithliomas, some basal cell carcinomas (BCC)

بعضي تومورهاي ديگر كراتين 15 رابيان ميكنند كه مشخصه سلولهاي بنيادي ناحيه bulge ميباشد.بيان بيش از حد ژن sonic hedgehog (Shh) كه براي اين سلولهاي بنيادي غير ضروري ميباشد در شكل گيري تومورهاي بازال توسط اين سلولهاي بنيادي موثر ميباشد.upregulation بعضي ژنها در اين سلولهاي بنيادي ميتواند بعضي فايده هاي كلنيكي داشته باشد. براي مثال CD200 كه يك ماركر براي سلولهاي بنيادي BULGE انسان ميباشد در تنظيم واكنشهاي ايمونولوژيكي نقش دارد.CD200 يك گليكوپروتيين بين غشايي نوع يك ميباشد كه يك اثر  Inhibitoryروي سلولهاي ايمني دارد (46) سلولهاي بنيادي كه از اين رسپتور تهي شده اند به التهابهاي بين فوليكولي مستعد ميشوند.اين باعث به وجود امدن alopecia در اين افراد ميشود.(9.46)

Over expression CD200 ميتواند در از بين بردن التهاب در بيماريهاي:

discoid lupus erythematosus or lichen planopilaris

موثر باشد.(47)


پيام هاي ديگران () | سه‌شنبه ۱۳۸٥/۸/۱٦ - سلولهای بنیادی |لینک به نوشته