Одно из многих препятствий, которые должны быть преодолены перед человеческими эмбриональными стволовыми клетками, может достигнуть, их терапевтический потенциал должен установить, могут ли пересаженные клетки быть функционально объединены в ткани или органы.Согласно исследованию команды Висконсинских ученых, издающейся в Продолжениях Национальной академии наук, нейроны, подделанные в лаборатории от чистых сланцевых эмбриональных стволовых клеток человека, внедренных в мозги мышей, могут успешно слиться с проводкой мозга, и оба передают и получают сигналы.Нейроны являются самой элементарной функциональной единицей центральной нервной системы и являются специализированными клетками то поведение импульсы. Человеческий мозг имеет приблизительно 100 миллиардов нейронов, постоянно передающих и получающих сигналы, управляющие каждым процессом от ходьбы и говорящий со взглядами.
Обнаружение представляет жизненный трамплин к использованию настроенных клеток, чтобы восстановить поврежденный или больной мозг, который является самым сложным человеческим органом.Джейсон П. Вейк, ведущий автор нового исследования и научный сотрудник из университета Центра Вэйсмена Висконсина-Мадисона объясняет:«Большой вопрос был, может эти клетки объединяться функциональным способом.
Мы показываем впервые, что эти пересаженные клетки могут и послушать и говорить с окружающими нейронами взрослого мозга».Исследовательская группа оценила способность их выращенных лабораторией нейронов объединяться в схему мозга путем пересадки клеток в гиппокамп взрослых мышей. Гиппокамп является известной областью мозга, играющего жизненно важную роль в обработке памяти и пространственной навигации. Исследователи взяли живую ткань, взятую от животных, получивших пересадки клетки, чтобы изучить возможность клеток объединяться.
Weick и его команда также заметили, что человеческие нейроны приняли ритмичное поведение увольнения многих клеток головного мозга, общающихся друг с другом в унисон, и наиболее значительно, что клетки человека смогли изменить способ, которым вела себя нейронная сеть.Исследователи смогли ответить на этот вопрос при помощи новой технологии, известной как optogenetics, в котором свет используется вместо электрического тока, чтобы стимулировать активность нейронов.Вейк комментирует:«Ранее, мы были ограничены в том, как эффективно мы могли стимулировать пересаженные клетки. Теперь у нас есть инструмент, позволяющий нам специфично стимулировать только пересаженные клетки человека и многие из них сразу атравматичным способом».
Он объясняет, что, чтобы определить функцию внедренных клеток, было необходимо сначала смодулировать способность внедренных клеток, поскольку более ранние технологии были слишком неточны и ненадежны, чтобы определить точно, что делали пересаженные нейроны.Все 220 типов ткани в пределах человеческого тела получены из эмбриональных стволовых клеток и их тесно связанных вызванных плюрипотентных стволовых клеток. В лаборатории ученые направили эти клетки, чтобы превратиться во многие типы клетки, включая клетки головного мозга.
Интерес к человеческим эмбриональным стволовым клеткам и вызванным плюрипотентным клеткам имеет потенциал, чтобы произвести неограниченные поставки здоровых, специализированных клеток, которые могут использоваться, чтобы заменить больные или поврежденные клетки.Ученые полагают, что заболевания мозга, такие как амиотрофический боковой склероз, более известный как болезнь и болезнь Паркинсона Лу Герига, могли потенциально быть ликвидированы путем замены дефектных клеток со здоровой лабораторией выращенные клетки.В прошлое десятилетие многочисленные исследования в моделях животных продемонстрировали, что и вызванные и эмбриональные стволовые клетки в состоянии облегчить дефициты тех нарушений в моделях животных.Новое исследование прокладывает путь к клиническим врачам, чтобы потенциально использовать основанную на свете технологию, чтобы управлять пересаженными клетками и тканью.
Су-Чунь Чжан, преподаватель Висконсинского университета в Мадисоне нейробиологии и автор нового отчета PNAS, государств:«Брак между стволовыми клетками и optogenetics имеет потенциал, чтобы помочь в лечении многих изнурительных нейродегенеративных нарушений. Вы можете предположить, что, если пересаженные клетки не ведут себя, как они должны, Вы могли использовать эту систему, чтобы смодулировать их использующий свет».
Другим автором отчета PNAS, финансируемого американскими Национальными Институтами Здоровья, является Янь Лю, который имеет также Центр Вэйсмена Висконсинского университета в Мадисоне.