سلول های بنیادی چه هستند؟

مفهوم طاقچه سلول بنیادی از کار پیشگام در دهه 1970 ظهور کرد، زمانی که محققان پیشنهاد کردند که سلول های بنیادی به یک محیط میکرو خاص برای حفظ هویت و عملکرد خود متکی هستند، از آن زمان، طاقچه به عنوان یک محفظه آناتومی تخصصی تعریف شده است که سلول های بنیادی را در بر می گیرد و سیگنال های لازم را برای تعادل خود-جدید و تمایز فراهم می کند.این محیط میکرو شامل سلول های پشتیبانی همسایه، اجزای اضافی (EC) و سیگنال های تنظیم کننده دقیق است.

طاقچه های سلول های بنیادی استاتیک نیستند؛ آنها به طور پویا به خواسته های فیزیولوژیکی و آسیب واکنش نشان می دهند.در بافت های سالم، طاقچه ها یک استخر از سلول های بنیادی را حفظ می کنند که می تواند جایگزین سلول های از دست رفته از طریق گردش طبیعی شود.پس از آسیب، طاقچه ها پاسخ تعمیر را با فعال کردن سلول های بنیادی، هدایت مهاجرت و کنترل تمایز آنها به انواع خاص سلول ها، تنظیم می کنند.

بدن پستانداران شامل چندین طاقچه متمایز است، هر کدام با نیازهای سلول های بنیادی ساکن آن سازگار هستند.به عنوان مثال، طاقچه های هگزاماتپویتیک در مغز استخوان از سلول های بنیادی خون تشکیل دهنده خون پشتیبانی می کند، در حالی که طاقچه روده در پایه رمزها باعث بازسازی سریع ⁇ al می شود.

نقش Niches در بازسازی بدن

بازسازی ارگان بستگی به توانایی طاقچه های سلول های بنیادی برای احساس آسیب و ایجاد یک پاسخ تعمیر هماهنگ دارد، هنگامی که یک ارگان مانند کبد، پوست یا قلب آسیب دیده است، سیگنال های بافت آسیب دیده و خود طاقچه خود را فعال می کند ساقه یا سلول های پروتیانت را فعال می کند، سپس تکثیر می کند، به محل آسیب می رساند و برای جایگزینی سلول های از دست رفته یا آسیب دیده متمایز می شود.

به عنوان مثال، در کبد، هگزاتووسیت ها خود را به عنوان سلول های بنیادی عصبی عمل می کنند، اما یک طاقچه در سیستم مجرای صفرا (کانال هرینگ) سلول های طرفداری هیدروپتنت را به سمت بالا فعال می کند که تبدیل به فعال می شوند هنگامی که تکثیر هگزاتووسیت در پوست اختلال است، فولیکول مو شامل سلول های بنیادی است که به بهبود و جلوگیری از کاشت مو کمک می کند، و نمونه های ساقه ای از تشخیص دهنده BAZt، در لکه های تشخیص داده شده است.

Hematopoietic Niche و Blood Re Generation

مغز استخوان یک نمونه کلاسیک از یک طاقچه است که تولید خون مادام العمر را حفظ می کند. سلول های بنیادی Hematopoietic (HSCs) در تماس نزدیک با پوکی استخوان، سلول های منسنشیمال و استخوان های سمپاتیک هستند، این سلول های طاقچه سیگنال هایی مانند سلول های بنیادی (Sfactor)، CXCL12، و تروپتین را تولید می کنند که در طول پیوند استخوان یا بازسازی شده اند.

معرفی بازی Intestinal Niche و Epithelial Re

⁇ وم روده هر 3 تا 5 روز بازسازی می شود، که توسط سلول های بنیادی در پایه ی سلول های crypts. Paneth هدایت می شود، که سلول های ترشح را متمایز می کنند، بخش کلیدی از طاقچه را با مخفی کردن وانژوئنت، EGF و سیگنال های ناخی تشکیل می دهند.علاوه بر این، سلول های mesenchymal در زیر crypt تولید کننده های BMP برای ایجاد یک محیط التهابی یا جلوگیری از آن را ایجاد می کنند.

ترمیم عصبی Niche و Brain Repair

منطقه زیرکتریکول (SVZ) از مجاری جانبی و ناحیه زیرگل (SGZ) هیپوکامپ، طاقچه های سلول های بنیادی عصبی اولیه در مغز بزرگسالان هستند، این طاقچه ها حاوی سلول های ependymal، آستروسیت ها و رگ های خونی هستند که عوامل رشد ترشح مانند FGF2 و BMP را پنهان می کنند، یا پس از آسیب های مغزی، ظرفیت های عمده ای برای فعال کردن نورون ها می تواند عملکرد اصلی عصبی را فعال کند.

عوامل موثر درfluencing Niche

رفتار طاقچه های سلول های بنیادی توسط یک شبکه پیچیده از عوامل بیرونی و ذاتی کنترل می شود. مسیرهای سیگنال دهی کلیدی شامل Wnt / ⁇ catenin، Notch، Hedgehog و BMP است که تنظیم سلول های بنیادی خود را از سیگنال های سلول های خود، تمایز و تعادل است.به عنوان مثال، در crypt روده، سیگنال های بالا Wnt، سیگنال های بنیادی را حفظ می کند، در حالی که سیگنال های عبور از من سیگنال های انتقال دهنده و سیگنال های متحرک را از این سیگنال های ترافیکی را از منشی و سیگنال های مختلف از این سیگنال های انتقال می دهد.

اجزای ماتریس اضافی نیز نقش مهمی ایفا می کنند. مولکول های ECM مانند کلاژن، لامینین و پروتوگlycans پشتیبانی ساختاری و عوامل رشد فعلی را برای سلول های بنیادی فراهم می کنند. گیرنده های Integrin در سلول های بنیادی ترکیب ECM و خشکی، تأثیر می گذارد adhesion، مهاجرت و تمایز.

تعاملات سلول-سلولی در داخل طاقچه به همان اندازه مهم است.سلول های پشتیبانی، از جمله سلول هایستروم، سلول های ایمنی و سلول های تناسلی، سیتوکین ها و گیاهان موجود که گیرنده های خاصی را در سلول های بنیادی فعال می کنند، به عنوان مثال، سیگنال های Notch نیاز به تماس مستقیم بین سلول های بنیادی و بیان دلتا یا Jagged دارند.

عوامل متابولیک و تغذیه ای همچنین عملکرد طاقچه را تعدیل می کنند.فشار اکسیژن، دسترسی به مواد مغذی و نفوذ دولت سرخوکس سوخت سلول های بنیادی و پاسخ های استرس را تشکیل می دهد.برای مثال، تغییرات در گلوکز یا اسید آمینه می تواند تمایز سلول های بنیادی را افزایش دهد و حفظ کند و ظرفیت طولانی مدت آن را حفظ کند.

مفاهیم پزشکی Reenerative Medicine

درک پایه های مولکولی و سلولی طاقچه های سلول های بنیادی راه های جدیدی برای داروهای نونسلی باز می کند. سه استراتژی گسترده مورد بررسی قرار می گیرد: (1) دستکاری طاقچه های پایان دهنده برای بهبود ترمیم بافت، (2) ایجاد طاقچه های مصنوعی برای گسترش سلول های بنیادی و پیوند، و (3) تقلید سیگنال های طاقچه برای تشخیص مستقیم سلول های بنیادی در vitro.

دانلود بازی Manipulation The Endogen Niche

محققان در حال توسعه داروها و مواد زیستی هستند که می توانند فعالیت های طاقچه را پس از آسیب افزایش دهند.برای مثال، تحویل محلی آرگونیست های Wnt یا مهارکننده های BMP می تواند گسترش سلول های بنیادی روده را تحریک کند و بهبود بهبود در مدل های کولیت را تسریع کند - همچنین هیدروژل های تزریقی که از HSCstrom پشتیبانی می کنند، نشان می دهند که تقلید از طاقچه شیمی درمانی نوزادان نشان داده اند که وعده بهبود قلب پس از سلول های جراحی شده است.

مهندسی Niches

برای درمان سلول های بنیادی، ارائه یک اسکلت بیرونی حمایتی می تواند پس از پیوند، داربست های غیرسلولی، ساختارهای زیستی 3D را بهبود بخشد و محیط های میکرو هیدروتروفیل می توانند برای ارائه اجزای خاص ECM، نشانه های مکانیکی و سیگنال های داربست، سلول های بنیادی Hematopoietic در طاقچه های مصنوعی گسترش یافته اند که شامل Notchch و SClig در آزمایش های مشابه تقویت شده در بافت های عصبی هستند.

Mimicking Niche سیگنال در پروتکل های مختلف

بسیاری از پروتکل ها برای سلول های بنیادی متخلخل یا سلول های بنیادی جنینی به خطوط خاص در اطراف کپی کردن سیگنال های طاقچه طراحی شده اند، به عنوان مثال، تولید ارگانوئیدهای روده نیاز به Wnt، R-spondin و EGF دارد، تقلید از طاقچه کارتیاc با تنظیم Wnt و سیگنال BMP در یک توالی زمانی که ما شبیه به تکامل قلب است، می تواند عملکرد بهتر باشد.

چالش ها و مسیرهای آینده

علی رغم پیشرفت قابل توجه، چندین چالش باقی مانده است پیچیدگی در طاقچه های عصبی - از جمله پاسخ پویا به آسیب، پیری و بیماری - دشوار است که در آزمایشگاه دوباره مهار شود. Heterogeneity در میان سلول های بنیادی و سلول های طاقچه اضافه می کند لایه دیگری از پیچیدگی، علاوه بر این، فعال کردن طاقچه ها برای بازسازی باید به طور محکم کنترل شود تا از تومورها جلوگیری شود، زیرا بسیاری از مسیرهای سیگنال دهی نشده در حال حاضر به عنوان تکنیک های سیگنال برداری از سرطان، و سیستم های پیشرفته، استفاده می شود.

تحقیقات آینده احتمالا بر درک چگونگی تغییر طاقچه با سن تمرکز خواهد کرد، زیرا از دست دادن سن عملکرد طاقچه به کاهش بافت کمک می کند. مداخلات که باعث بازسازی طاقچه می شود - با تنظیم التهاب، بازسازی ترکیب ECM یا تقویت تناسب متابولیک - می تواند تاخیر یا معکوس تغییرات دژ.

نتیجه گیری

طاقچه های سلول های بنیادی برای بازسازی اندام، فراهم کردن محیط میکرو مورد نیاز برای حفظ هویت سلول های بنیادی و ترمیم است.از مغز استخوان تا مغز، هر طاقچه از ترکیبی منحصر به فرد از مولکول های سیگنال، نشانه های ECM و تعاملات سلول های سلول های سلول های سلول برای تنظیم فعالیت سلول های بنیادی استفاده می کند.پیشرفت در درک ما از این طاقچه ها به درمان های جدید بازسازی مجدد که یا مکانیسم های بالقوه بدن را برای باز کردن کامل سلول های پیوند و یا پشتیبانی از سلول های بنیادی ضروری برای باز می کند.