Человек регулирования механизма плюрипотентный открытый метаболизм стволовой клетки

Автор: | 6 декабря, 2019

Человеческие плюрипотентные стволовые клетки имеют способность развиться в любой тип клетки в пределах тела. Они зависят сильно от сахарного брожения или гликолиза, чтобы привести их метаболические действия в действие.

В сравнении зрелые клетки, к которым могут развиться плюрипотентные стволовые клетки, полагаются в основном на митохондрию клетки, чтобы преобразовать кислород и сахар в воду и углекислый газ во время высокого энергопроизводящего процесса (окислительная фосфориляция) для их метаболических требований.До сих пор это осталось неизвестным, как клетки прогрессируют от одной формы энергетической продуктивности другому во время развития. Однако следователи стволовой клетки UCLA обнаружили новое обнаружение, предлагающее новое понимание этого перехода, который мог иметь последствия для использования этих клеток для лечения в клинике.

Четырехлетнее расследование было издано в проблеме ноября 15 Журнала EMBO, рецензируемого специалистами журнала европейской Организации Молекулярной биологии.Исследователи полагали (основанный прежде всего на общем виде), что плюрипотентные стволовые клетки состояли из неактивной и неразработанной митохондрии. Митохондрия является центрами власти клетки, обеспечивающими, энергетические клетки требуют, чтобы разделиться, двигаться.Было предположено, что митохондрия стволовой клетки не могла дышать или преобразовать кислород и сахар в углекислый газ и воду с производством энергии.

Поэтому следователи ожидали, что митохондрия назрела, а также получила способность дышать во время перехода от плюрипотентных стволовых клеток в различные клетки в теле в течение долгого времени.Доктор Майкл Тейтол, следователь с Центром Илы и Эдит Броуд Регенеративной Медицины и Исследования стволовых клеток в UCLA и преподавателе педиатрии, патологии и лабораторной медицины и биоинженерии, вместе с Карлой Коехлер, преподавателем UCLA химии и биохимии, нашел, что даже при том, что плюрипотентные стволовые клетки производят чрезвычайно маленькую энергию, они дышат на приблизительно тех же уровнях как другие клетки в теле, таким образом отделяя кислород и сахарное потребление от энергетической продуктивности.Вместо ожидаемого результата исследователей обнаружения, что митохондрия назрела с клеточной дифференцировкой, они раскрыли механизм, которым стволовые клетки преобразовали от брожения глюкозы до зависимого кислородом дыхания, чтобы достигнуть их полной способности произвести типы клетки после клеточного деления.

Учитесь ведущий автор Тейтелл объяснил:«Большое внимание обращается на роль метаболизма в плюрипотентных стволовых клетках для того, чтобы сделать должным образом дифференцируемые последовательности клеточных поколений для исследования и потенциального клинического использования.Начальный вопрос, вызывающий наше исследование, состоял в том, был ли метаболизм в плюрипотентных стволовых клетках и раковых клетках, также полагающихся в большой степени на гликолиз, на молекулярном уровне подобен. Этот вопрос принудил нас изучать детали производства энергии митохондрией в плюрипотентных стволовых клетках."Клетки генерируют энергию в форме АТФ прежде всего двумя способами, при помощи дыхания, в котором клетка потребляет кислород и сахар, чтобы сделать воду и углекислый газ, чтобы привести функции клетки в действие, или поглощением глюкозы и брожением в цитоплазме.

Команда ожидала, что плюрипотентные стволовые клетки были неспособны дышать из-за предыдущих отчетов о недостаточности митохондрии и преждевременного появления.Они обнаружили, что молекулярные комплексы, ответственные за дыхание (цепь переноса электронов) в митохондрии плюрипотентных стволовых клеток, работали, и что вместо этого клетки зависели от гликолиза для генерации энергии. Следователи предполагают, что, поскольку цепь переноса электронов работала были один или несколько неизвестных регуляторов, препятствовавших тому, чтобы стволовые клетки дышали.

Цзинь Чжан, аспирант и первый автор расследования, нашел, что белок, названный белком разобщения 2 (UCP2), был значительно выражен в плюрипотентных стволовых клетках. Кроме того, он обнаружил, что UCP2 затруднил субстраты дыхания, полученные от глюкозы от получения доступа к митохондрии, вместо этого UCP2 предотвратил плюрипотентные стволовые клетки к гликольным проводящим путям и проводящим путям биосинтеза, расположенным в цитоплазме, предотвратив их способность дышать как метод для производства энергии.Так как стволовые клетки были приведены в действие, чтобы развиться в типы зрелой клетки, выражение UCP2 было заблокировано, разрешив субстратам дыхания войти в митохондрию, чтобы произвести энергию, таким образом переключив плюрипотентные стволовые клетки от гликолиза до окислительной фосфориляции.Команда нашла, что путем управления выражением UCP2, чтобы хранить включенным в дифференцирующихся клетках, нарушил плюрипотентное созревание стволовых клеток.

Это открытие может сделать эти стволовые клетки неподходящими для клинического использования. Кроме того, это обнаружение выдвигает на первый план важность должным образом функционирующего метаболизма для того, чтобы произвести безопасные, высококачественные клетки.Команда проверила эти открытия и в человеческих эмбриональных стволовых клетках и в вызванных плюрипотентных стволовых клетках, которые являются зрелыми клетками тела, генетически модифицированными, чтобы иметь те же признаки и способности как плюрипотентные эмбриональные стволовые клетки.

Teitell, объяснил:«Главный вопрос, развившийся во время исследования, состоял в том, было ли это процессом плюрипотентного дифференцирования стволовой клетки, которое изменяло структуру метаболизма или было им изменение в структуре метаболизма, изменившего процесс дифференцирования, типичного цыпленка или вопроса о яйце.Мы повышенно продуцировали UCP2 в стволовых клетках и показали, что структуры метаболизма изменились, прежде чем маркеры плюрипотентного из созревания клетки изменились, указав, что изменения в метаболизме влияют на изменения в дифференцировании а не наоборот, по крайней мере для UCP2.Это было важно, чтобы показать этиологию для метаболических изменений в улучшении процесса клеточной дифференцировки.

Однако это все еще оставляет открытым ключевой вопрос точно, как управление метаболизмом клетки управляет клеточной дифференцировкой, вопрос, к которому мы упорно работаем, чтобы обратиться."Тейтелл сказал, что как метаболизм в плюрипотентных стволовых клетках кажутся довольно подобными раковым клеткам, открытия этого расследования могли возможно использоваться, чтобы предназначаться для UCP2 при злокачественных опухолях, выражающих его, которых существуют несколько.

Блокирование, которое может поощрить UCP2, отменяет клетки, чтобы дышать, который может ослабить их способность вырасти быстро.Расследование финансировалось частично Калифорнийским Институтом Регенеративной Медицины, и Центром Илы и Эдит Броуд Регенеративного гранта обучения Медицине и Исследованию стволовых клеток, Национальными Институтами Здоровья и Национальным Центром Ресурсов Исследования.

Добавить комментарий