Implantierbare 3-D-blastocysten-wie embryonale Struktur, die aus Maus-Stammzellen

Eine internationale Zusammenarbeit von Forschern vom RIKEN-Zentrum für Biosysteme Dynamics Research (BDR) in Japan und Gladstone-Institute in den USA generierten 3-D-Blastozysten-ähnliche Strukturen aus Stammzellen. Veröffentlicht in der Zeitschrift Stem Cell Reports, die Studie zeigt, dass die Blastozyste-wie Strukturen, die sehr eng an die tatsächlichen Blastozysten, und auch induzieren ordnungsgemäße Veränderungen in der Gebärmutter, nachdem er implantiert in pseudo-schwangere Mäuse.

Nachdem eine Eizelle befruchtet ist, beginnt es sich zu teilen und durchläuft mehrere Phasen. Zellen des zwei-Zell-Stadium sind die totipotenten—Sie können zu jeder Art von Zelle. Nach vielen weiteren Zellteilungen der embryo verwandelt sich in eine Blastozyste, die Implantation in die Gebärmutter, wo es sich unterscheidet und wächst zu einem Fötus. Eine Blastozyste ist wie eine fast hohle Kugel. Im inneren sind pluripotente Zellen—Zellen, die können sich jede Art von Zelle im Körper, aber nicht die Plazenta, während die äußere Schale ist aus trophoblasten—Zellen, die schließlich bilden die Plazenta.

Für mehrere Jahre haben die Wissenschaftler in der Lage zu konvertieren somatischen Zellen, wie Hautzellen in pluripotente Zellen. Allerdings war niemand in der Lage zu konvertieren, differenzierten Zellen in den totipotenten Zellen. In einer früheren Studie, durchgeführt an Gladstone, Autoren Cody Kime und Kiichiro Tomoda waren in der Lage zu konvertieren pluripotenten mauszellen aus einem implantierten-ähnlichen Zustand zu einem bereits implantierten Zustand. Dabei bemerkten Sie, dass Strukturen, die aussahen wie früher embryo Blastozysten. Als Kime erklärt, „vor über sieben Jahren unsere Umprogrammierung Experimente vorgeschlagen, dass wir einen Weg gefunden hatte, zu erhöhen, cell Potenz jenseits der Pluripotenz, was unwahrscheinlich war und nicht vorher gesehen worden war. Anstatt zu verwerfen, was wir gefunden hatten, denn es war nicht unser primäres Ziel, wir beschlossen, um herauszufinden, ob es real war.“

In dem neuen Bericht, das team hat sich verfeinert Ihre Umprogrammierung Technik zu produzieren embryo-ähnliche Strukturen, die sind mehr ähnlich wirklicher Embryonen. Nach Kime, „unsere vielleicht wichtigste Erkenntnis war, dass die natürlichen Moleküle gefunden, die in der frühen Maus-embryo kann neu programmiert kultivierten Zellen zu überraschend ähnlich in der Funktion zu frühen Embryonen.“ Nach sieben Tagen der Umstellung der Behandlung, können mit dem neuen Verfahren produzieren 5-30 floating self-assembled Blastozysten-ähnliche Strukturen.

Wenn Sie untersucht kleine Cluster von Zellen, die ein paar Tage, bevor Sie gereift sind, in die Blastozysten-ähnliche Strukturen, Sie fanden, dass die Zellen enthielten gen-expression für die totipotenz, die sich im zwei-Zell-Embryonen. Ein weiterer test-Vergleich der Blastozysten-ähnliche Strukturen mit Ihren Vorstufen zeigten, dass die Zellen in der Reifen-Strukturen gebunden waren in der Nähe zusammen—ein Markenzeichen der Blastozyste Bildung und Polarisation, die durch einen Prozess namens Verdichtung. Die von den Zellen in die Vorläufer ähnelte Embryonen in einem früheren Stadium vor der Verdichtung, die war gut belegt, dass die Vorläufer-Cluster enthalten möglicherweise totipotenten Zellen.

Als Nächstes wird die Gruppe untersucht, wie sich genetisch und funktionell ähnlich wie Ihre Blastozysten-ähnliche Strukturen wurden an die tatsächlichen Blastozysten. Sie fanden heraus, dass viele Gene, die im Zusammenhang mit der äußeren/inneren Zelle Schicksale von Blastozysten waren in den induzierten Strukturen, aber niedriger als das Natürliche Niveau, was darauf hinweist, dass die neue Technik noch nicht perfekt reproduzieren Blastozysten. Dennoch, wenn Sie transplantiert werden, um die Gebärmutter von pseudo-schwangeren Mäusen, die Blastozyste-wie Strukturen, die oft bedingten Veränderungen der Gebärmutter, die notwendig sind für eine erfolgreiche Blastozysten-implantation, einschließlich der integration der mütterlichen Blutversorgung. Die implantierten Strukturen oft wuchs und produziert viele Arten von Zellen, die wie diejenigen, die natürlicherweise in der frühen Entwicklung von Embryonen. Schließlich waren auch die Embryonen resorbiert, und das umliegende Gewebe zeigte Anzeichen waren ähnlich wie die Instanzen der natürlichen resorption.