Войти
Примерно 100 000 клеток макак-резус, сгруппированных по сходству. Каждый цвет выделяет клетки из разных тканей, например тимус и лимфатические узлы (оттенки синего), костный мозг (красный), кровь (белый), миндалины (желтый), кишечник (оттенки коричневого), мозг (серый), печень (зеленый), селезенка (фиолетовый) и легкое ( розовый). A линия стволовых клеток представляет собой группу стволовых клеток, которые культивируются in vitro и могут размножаться бесконечно. Линии стволовых клеток происходят из тканей животных или человека и происходят из одного из трех источников: эмбриональные стволовые клетки, взрослые стволовые клетки или индуцированные стволовые клетки. Они обычно используются в исследованиях и регенеративной медицине.
По определению стволовые клетки обладают двумя свойствами: (1) они могут самообновляться, что означает, что они могут делиться бесконечно долго, оставаясь в недифференцированном состоянии; и (2) они плюрипотентны или мультипотентны, что означает, что они могут дифференцироваться с образованием специализированных типов клеток. Благодаря способности стволовых клеток к самообновлению, линия стволовых клеток может культивироваться in vitro неограниченное время.
Линия стволовых клеток явно отличается от иммортализованной клеточной линии, такой как линия HeLa. В то время как стволовые клетки могут неограниченно размножаться в культуре из-за присущих им свойств, иммортализованные клетки обычно не могут бесконечно делиться, но приобрели эту способность из-за мутации. Линии иммортализованных клеток могут быть получены из клеток, выделенных из опухолей, или могут быть введены мутации, чтобы сделать клетки бессмертными.
Линия стволовых клеток также отличается от первичных клеток. Первичные клетки - это клетки, которые были изолированы и затем немедленно использованы. Первичные клетки не могут делиться бесконечно долго и поэтому не могут культивироваться в течение длительного времени in vitro.
Линия эмбриональных стволовых клеток создается из клеток, полученных из внутренней клеточной массы бластоцисты, ранней стадии, до имплантации эмбриона. У человека стадия бластоцисты наступает через 4–5 дней после оплодотворения. Для создания линии эмбриональных стволовых клеток внутреннюю клеточную массу удаляют из бластоцисты, отделяют от трофэктодермы и культивируют на слое поддерживающих клеток in vitro. При получении линий эмбриональных стволовых клеток человека используются эмбрионы, оставшиеся после процедуры экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Тот факт, что бластоциста разрушается во время процесса, вызвал споры и этические проблемы.
Эмбриональные стволовые клетки плюрипотентны, что означает, что они могут дифференцироваться с образованием всех типов клеток в организме. In vitro эмбриональные стволовые клетки можно культивировать в определенных условиях, чтобы поддерживать их в плюрипотентном состоянии, или их можно стимулировать с помощью биохимических и физических сигналов, чтобы дифференцировать их от разных типов клеток.
Взрослые стволовые клетки обнаружены в ювенильных или взрослых тканях. Взрослые стволовые клетки мультипотентны : они могут генерировать ограниченное количество дифференцированных типов клеток (в отличие от плюрипотентных эмбриональных стволовых клеток). Типы взрослых стволовых клеток включают гемопоэтические стволовые клетки и мезенхимальные стволовые клетки. Гематопоэтические стволовые клетки находятся в костном мозге и генерируют все клетки иммунной системы всех типов клеток крови. Мезенхимальные стволовые клетки обнаруживаются в пуповинной крови, амниотической жидкости и жировой ткани и могут генерировать ряд типов клеток, включая остеобласты, хондроциты и адипоциты. В медицине взрослые стволовые клетки обычно используются при трансплантации костного мозга для лечения многих видов рака костей и крови, а также некоторых аутоиммунных заболеваний. (См. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток )
Из успешно выделенных и идентифицированных типов взрослых стволовых клеток только мезенхимальные стволовые клетки можно успешно выращивать в культуре в течение длительных периодов времени. Другие типы взрослых стволовых клеток, такие как гемопоэтические стволовые клетки трудно выращивать и размножать in vitro. Идентификация методов поддержания гемопоэтических стволовых клеток in vitro является активной областью исследований. Таким образом, несмотря на существование линий мезенхимальных стволовых клеток, другие типы взрослых стволовых клеток, выращиваемые in vitro, могут лучше классифицироваться как первичные клетки.
Линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) представляют собой плюрипотентные стволовые клетки, которые были получены из взрослых / соматических клеток. Метод создания ИПСК был разработан лабораторией Шинья Яманака в 2006 году; его группа продемонстрировала, что введение четырех специфических генов может побудить соматические клетки вернуться в состояние плюрипотентных стволовых клеток.
По сравнению По отношению к линиям эмбриональных стволовых клеток линии ИПСК также обладают плюрипотентностью по своей природе, но могут быть получены без использования человеческих эмбрионов - процесс, который вызывает этические проблемы. Кроме того, могут быть созданы специфические для пациента линии клеток ИПСК, то есть линии клеток, которые генетически соответствуют индивиду. Линии ИПСК для конкретных пациентов были созданы с целью изучения заболеваний и разработки медицинских методов лечения для конкретных пациентов.
Линии стволовых клеток выращивают и поддерживают в инкубаторах при определенной температуре и атмосферных условиях (37 градусов Цельсия и 5% CO2). Условия культивирования, такие как среда для выращивания клеток и поверхность, на которой выращиваются клетки, широко варьируются в зависимости от конкретной линии стволовых клеток. В среду можно добавлять различные биохимические факторы для контроля клеточного фенотипа - например, для поддержания стволовых клеток в плюрипотентном состоянии или для дифференциации их до определенного типа клеток.
Линии стволовых клеток используются в исследованиях и регенеративной медицине. Их можно использовать для изучения биологии стволовых клеток и раннего развития человека. В области регенеративной медицины было предложено использовать стволовые клетки в клеточной терапии для замены поврежденных или больных клеток и тканей. Примеры состояний, которые исследователи работают над разработкой методов лечения на основе стволовых клеток, включают нейродегенеративные заболевания, диабет и травмы спинного мозга.
Существуют разногласия, связанные с получением и использованием линий эмбриональных стволовых клеток человека. Это противоречие проистекает из того факта, что получение человеческих эмбриональных стволовых клеток требует разрушения человеческого эмбриона на стадии бластоцисты до имплантации. Существует широкий диапазон точек зрения относительно морального обоснования того, что человеческие эмбрионы на стадии бластоцисты должны быть предоставлены.
В Постановление правительства США 13505 установило, что федеральные деньги могут использоваться для исследований, в которых используются одобренные линии человеческих эмбриональных стволовых клеток (hESC), но не могут использоваться для получения новых линий. Руководство Национального института здравоохранения (NIH) по исследованиям стволовых клеток человека, вступившее в силу 7 июля 2009 г., ввело в действие постановление правительства 13505, установив критерии, которым линии hESC должны соответствовать для утверждения для финансирования. Реестр эмбриональных стволовых клеток человека NIH доступен в Интернете и содержит обновленную информацию о клеточных линиях, имеющих право на финансирование NIH. По состоянию на март 2017 года насчитывалось 378 утвержденных линий.
Исследования показали, что одобренные линии hESC не используются единообразно в данных из банков клеток США, а опросы исследователей показывают, что только несколько из доступных линий hESC обычно используются используется в исследованиях. Доступность и полезность называются двумя основными факторами, влияющими на то, с какими линиями hESC будут работать ученые.
Опрос ученых, занимающихся стволовыми клетками в США в 2011 году, которые используют линии hESC в своих исследованиях, показал, что 54% респондентов использовали две или менее линий и 75% использовали три или меньше линий.
В другом исследовании отслеживались запросы на получение клеточных линий, выполненные из крупнейших репозиториев США, Национального банка стволовых клеток (NSCB) и Гарвардского института стволовых клеток (HSCI; Кембридж, Массачусетс, США) на периоды март 1999 г. - декабрь 2008 г. (для НСКБ) и апрель 2004 г. - декабрь 2008 г. (для ИСКЧ). Для NSCB из 21 утвержденной клеточной линии 77% запросов приходились на две линии (H1 и H9). Для HSCI из 17 строк, запрашиваемых более одного раза, 24,7% запросов приходились на две наиболее часто запрашиваемые строки.
