全能干细胞是什么?
干细胞根据他们的程度的特征吗效力,是指其不同分化成不同的细胞类型的能力。全能细胞是最有力的干细胞,并定义他们是重要的研究和再生医学领域。
全能干细胞的定义
有两种定义全能干细胞,它反映了固有的技术困难,在于描述它们1:
- 全能细胞是一个细胞,能增加一个新生物,给予适当的母亲支持(最严格的定义)
- 全能细胞是能增加胚胎外的所有组织,加上所有的身体和组织生殖系(不严格的定义)
全能性的原始的测试是在老鼠身上进行的Tarkowski (1959)2创建的,孤立的单个胚叶细胞(细胞分裂的受精卵,包括细胞- 18),把它变成一个空的透明带,监控发展到出生的年轻生活。
这种方法不是防弹的;的失败卵裂球支持嵌合体发展与重构胚胎可能表明限制,而不是限制细胞的发展潜力。
正是因为这一原因,第二,不严格的全能性的定义也被广泛使用。
有两个定义,不可避免地会带来混乱,特别是经常使用术语“全能”不当的文学。它一直辩称,这就产生了不必要的伦理争议与实际和政治意义。3
有时这个词“全能”授予细胞如果他们仅仅是参与一个胚胎的过程,然而,这并不意味着他们一定会引起有机体。其他错误分类的常见原因包括假设早期胚胎标记的表达意思是全能性,以及部分或胚胎表面相似之处作为全能性的证据。3
全能干细胞不同于多能细胞,可以分化成细胞的三个胚芽层,和多功能细胞更有效。
为什么全能干细胞要大惊小怪呢?
全能干细胞是独一无二的,因为他们有更大的发展潜力与其他干细胞。可以隔离和文化全能干细胞创造了许多治疗和研究的可能性1相关:- 研究合子基因组激活(点发展成为完全由合子基因组控制的,而不是母亲的基因组)4
- 重新布线表观基因组(治疗病态条件引起的表观遗传改变)5
- 更详细地了解早期胚胎发育
- 创造人与动物嵌合体6(从理论上讲,与人体器官可以帮助疾病动物模型、药物开发和移植)1
干细胞是越来越多的被用作模型系统研究。区分干细胞类型依赖于胚胎学路线图的理解和定义他们通路的因素。
全能干细胞的来源
的二倍体 受精卵细胞是全能的。全能细胞也存在后续部门受精卵之前的崛起滋养外胚层血统(大约四天受精后发生,取决于物种)。要理解全能干细胞的起源,它有助于熟悉胚胎发育的早期阶段,和相关的术语。
下表强调了早期胚胎发育的重要阶段,展示了定义的全能干细胞已不复存在,和多能细胞出现。
早期胚胎发育的重要阶段
*提供一个统一的哺乳动物胚胎发育年表,卡内基科学研究所开发的一组23阶段称为“卡内基阶段”,是由形态发展阶段,而不是直接由年龄和大小。
什么时候一个全能干细胞改变?
| 细胞 | 效力 | 命运 |
| 外胚层 | 多能 |
外胚层产生的三个主要微生物层(外胚层、内胚层、中胚层)将形成体细胞血统加上生殖系。 |
| 内胚层 |
不多能,不是全能的 |
下胚层产生肿瘤原始内胚层,即卵黄囊为胚胎提供营养,当原始胎盘循环。 |
| 滋养层 |
不多能,不是全能的 |
滋养层产生各种胚胎外的结构,使植入子宫壁的时候,分泌人体绒毛膜促性腺激素,使孕激素分泌的黄体,并形成蛋壳(胎儿胎盘的一部分)。 |
术语表
分裂球:细胞由部门受精卵- 18组成的细胞评估是不切实际的全能性细胞中使用上述黄金标准在每一个实例(通过分裂球传递到一个空的透明带,将它转移到一个母亲,看到如果它支持的开发和生产生活年轻),已经建立了一些相关的措施和标准。这些方法都是基于特定的早期发展阶段特点:
基因表达
基因表达应该适当的发展阶段的特征,例如:- 两个阶段已确定特定的基因在小鼠(Zscan4 Dux, Eifa, Zfp352, Tcstv1/3,和Tpodz1-5)1
- 全能细胞应缺乏关键的多能性基因(Pou5f1 Sox2,和Nanog已确定在老鼠身上)8
- Oct4单一的转录因子,可能暗示的发展阶段。Oct4编码是POU5F1,属于一个家庭的转录因子激活他们的目标基因的表达。Oct4表达在生殖细胞,胚胎干细胞和胚胎,在开发过程中表达水平显著不同。一个关键的角色Oct4在胚胎发生已被确定在几个物种,包括人类。9
染色质的流动性
区分能力
建立扩大潜在的干细胞
因此,一直所发明的一个词来形容全能干细胞的细胞保留特征:扩大潜在的干细胞(EPSCs)。
EPSCs老鼠已经建立了从个人八细胞卵裂球,和也被转换从小鼠胚胎干细胞和诱导多能干细胞。11这个协议已经被详细描述12和转换大约需要2 - 3周。
全能干细胞特征提出了许多挑战,还有待观察人工诱导全能细胞是否可以保持隔离。
然而,鉴于其他细胞系可以来源于EPSCs和再生医学的巨大潜力在生物技术和医学、精炼全能性的标准很可能仍将是一个优先领域。
引用:
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