កោសិកាដើមដែលផ្លាស់ប្តូរ ប្រឆាំងនឹងច្បាប់នៃការអភិវឌ្ឍន៍

ស្រមៃថាអ្នកកំពុងដុតនំ ប៉ុន្តែអ្នកអស់អំបិល។ ទោះបីជាមានគ្រឿងផ្សំដែលបាត់ក៏ដោយ ក៏នំបញ្ចុកនៅតែមើលទៅដូចជានំខេក ដូច្នេះហើយអ្នកដាក់វានៅក្នុងឡ ហើយដាក់ម្រាមដៃរបស់អ្នក ដោយរំពឹងថានឹងបញ្ចប់ជាមួយនឹងអ្វីដែលជិតនឹងនំធម្មតា។ ផ្ទុយទៅវិញ អ្នកត្រលប់មកវិញមួយម៉ោងក្រោយ ដើម្បីស្វែងរកសាច់អាំងឆ្អិនពេញ។

វាស្តាប់ទៅដូចជារឿងកំប្លែងជាក់ស្តែង ប៉ុន្តែការបំប្លែងដ៏គួរឱ្យតក់ស្លុតនេះ គឺជាអ្វីដែលបានកើតឡើងចំពោះចាននៃកោសិកាដើមកណ្ដុរ នៅពេលដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅវិទ្យាស្ថាន Gladstone បានដកចេញហ្សែនតែមួយប៉ុណ្ណោះ ដែលកោសិកាដើមដែលកំណត់ឱ្យក្លាយទៅជាកោសិកាបេះដូង ស្រាប់តែស្រដៀងនឹងកោសិកាដើមនៃខួរក្បាល។ ការសង្កេតឱកាសរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងបន្តនូវអ្វីដែលពួកគេគិតថាពួកគេដឹងអំពីរបៀបដែលកោសិកាដើមប្រែទៅជាកោសិកាពេញវ័យ និងរក្សាអត្តសញ្ញាណរបស់ពួកគេនៅពេលពួកគេពេញវ័យ។

Benoit Bruneau, PhD, នាយកវិទ្យាស្ថាន Gladstone ជំងឺបេះដូងនិងសរសៃឈាម និងជាអ្នកនិពន្ធជាន់ខ្ពស់នៃការសិក្សាថ្មីដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុង "នេះពិតជាប្រឈមនឹងគំនិតជាមូលដ្ឋានអំពីរបៀបដែលកោសិកាបន្តដំណើរទៅមុខទៀតនៅពេលដែលពួកគេចាប់ផ្តើមនៅលើផ្លូវរបស់ពួកគេដើម្បីក្លាយជាកោសិកាបេះដូង ឬខួរក្បាល" ។ ធម្មជាតិ។

គ្មាន​ងាក​ក្រោយ​វិញ

កោសិកាដើមអំប្រ៊ីយ៉ុងមានពហុមុខងារ - ពួកវាមានសមត្ថភាពក្នុងការបែងចែក ឬបំប្លែងទៅជាកោសិកាគ្រប់ប្រភេទនៅក្នុងរាងកាយមនុស្សពេញវ័យដែលបានបង្កើតឡើងយ៉ាងពេញលេញ។ ប៉ុន្តែវាត្រូវការជំហានជាច្រើនសម្រាប់កោសិកាដើម ដើម្បីផ្តល់ការកើនឡើងដល់ប្រភេទកោសិកាមនុស្សពេញវ័យ។ នៅលើផ្លូវរបស់ពួកគេដើម្បីក្លាយជាកោសិកាបេះដូង ជាឧទាហរណ៍ កោសិកាដើមអំប្រ៊ីយ៉ុងដំបូងបានផ្លាស់ប្តូរទៅជា mesoderm ដែលជាជាលិកាមួយក្នុងចំណោមជាលិកាបុព្វកាលទាំងបីដែលបានរកឃើញនៅក្នុងអំប្រ៊ីយ៉ុងដំបូងបំផុត។ លើសពីនេះទៅទៀត កោសិកា mesoderm បំបែកខ្លួនដើម្បីបង្កើតឆ្អឹង សាច់ដុំ សរសៃឈាម និងកោសិកាបេះដូង។

ជាទូទៅវាត្រូវបានទទួលយកថានៅពេលដែលកោសិកាមួយបានចាប់ផ្តើមបែងចែកផ្លូវមួយក្នុងចំនោមផ្លូវទាំងនេះ វាមិនអាចងាកមកជ្រើសរើសជោគវាសនាផ្សេងបានទេ។

Bruneau ដែលជាប្រធាន William H. Younger Chair បាននិយាយថា "ភាគច្រើនអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទាំងអស់ដែលនិយាយអំពីជោគវាសនាកោសិកាប្រើប្រាស់រូបភាពនៃទេសភាព Waddington ដែលមើលទៅហាក់ដូចជារមណីយដ្ឋានជិះស្គីដែលមានជម្រាលជិះស្គីខុសៗគ្នាចុះទៅក្នុងជ្រលងភ្នំដ៏ចោត។ នៅក្នុងការស្រាវជ្រាវសរសៃឈាមបេះដូងនៅ Gladstone និងសាស្រ្តាចារ្យផ្នែកជំងឺកុមារនៅ UC San Francisco (UCSF) ។ "ប្រសិនបើក្រឡាមួយស្ថិតនៅក្នុងជ្រលងជ្រៅមួយ វាគ្មានផ្លូវសម្រាប់វាលោតឆ្លងទៅកាន់ជ្រលងភ្នំខុសគ្នាទាំងស្រុងនោះទេ។"

មួយទសវត្សរ៍មុន អ្នកស៊ើបអង្កេតជាន់ខ្ពស់ Gladstone Shinya Yamanaka, MD, PhD បានរកឃើញពីរបៀបរៀបចំឡើងវិញនូវកោសិកាពេញវ័យដែលមានភាពខុសគ្នាទាំងស្រុងទៅជាកោសិកាដើមដែលមានសារធាតុ pluripotent ។ ខណៈពេលដែលវាមិនផ្តល់ឱ្យកោសិកានូវសមត្ថភាពក្នុងការលោតរវាងជ្រលងភ្នំ វាបានធ្វើសកម្មភាពដូចជាការឡើងជិះស្គីត្រឡប់ទៅកំពូលនៃទេសភាពខុសគ្នា។

ចាប់តាំងពីពេលនោះមក អ្នកស្រាវជ្រាវផ្សេងទៀតបានរកឃើញថាជាមួយនឹងសញ្ញាគីមីត្រឹមត្រូវ កោសិកាមួយចំនួនអាចត្រូវបានបំប្លែងទៅជាប្រភេទដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធតាមរយៈដំណើរការហៅថា "ការសរសេរឡើងវិញដោយផ្ទាល់" ដូចជាផ្លូវកាត់ឆ្លងកាត់ព្រៃរវាងផ្លូវជិះស្គីជិតខាង។ ប៉ុន្តែក្នុងករណីទាំងនេះ កោសិកាមិនអាចលោតដោយឯកឯងរវាងផ្លូវនៃភាពខុសគ្នាខ្លាំងនោះទេ។ ជាពិសេស កោសិកា mesoderm មិនអាចក្លាយជាមុនគេនៃប្រភេទឆ្ងាយដូចជាកោសិកាខួរក្បាល ឬកោសិកាពោះវៀននោះទេ។

យ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងការសិក្សាថ្មី Bruneau និងសហការីរបស់គាត់ បង្ហាញថា ដើម្បីការភ្ញាក់ផ្អើលរបស់ពួកគេ កោសិកាបេះដូងអាចបំប្លែងដោយផ្ទាល់ទៅជាកោសិកាខួរក្បាលមុនគេ ប្រសិនបើប្រូតេអ៊ីនហៅថា Brahma បាត់។

ការសង្កេតគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលមួយ។

អ្នកស្រាវជ្រាវកំពុងសិក្សាពីតួនាទីរបស់ប្រូតេអ៊ីន Brahma ក្នុងភាពខុសគ្នានៃកោសិកាបេះដូង ដោយសារតែពួកគេបានរកឃើញនៅឆ្នាំ 2019 ថាវាធ្វើការរួមគ្នាជាមួយម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតដែលទាក់ទងនឹងការបង្កើតបេះដូង។

នៅក្នុងចាននៃកោសិកាដើមអំប្រ៊ីយ៉ុងកណ្ដុរ ពួកគេបានប្រើវិធីសាស្រ្តកែសម្រួលហ្សែន CRISPR ដើម្បីបិទហ្សែន Brm (ដែលផលិតប្រូតេអ៊ីន Brahma) ។ ហើយពួកគេបានកត់សម្គាល់ឃើញថាកោសិកាលែងមានភាពខុសប្លែកគ្នាទៅនឹងកោសិកាបេះដូងធម្មតាទៀតហើយ។

"បន្ទាប់ពី 10 ថ្ងៃនៃភាពខុសគ្នា កោសិកាធម្មតាកំពុងវាយដំតាមចង្វាក់។ Swetansu Hota, PhD, អ្នកនិពន្ធដំបូងនៃការសិក្សា និងជាបុគ្គលិកវិទ្យាសាស្ត្រនៅ Bruneau Lab និយាយថា ពួកវាច្បាស់ណាស់កោសិកាបេះដូង។ ប៉ុន្តែបើគ្មានព្រហ្មទេ មានតែកោសិកាអសកម្មមួយប៉ុណ្ណោះ។ គ្មាន​ការ​វាយ​ដំ​ទាល់​តែ​សោះ»។

បន្ទាប់ពីការវិភាគបន្ថែម ក្រុមការងាររបស់ Bruneau បានដឹងពីមូលហេតុដែលកោសិកាមិនវាយដំ គឺដោយសារតែការយក Brahma ចេញមិនត្រឹមតែបិទហ្សែនដែលត្រូវការសម្រាប់កោសិកាបេះដូងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងធ្វើឱ្យសកម្មហ្សែនដែលត្រូវការនៅក្នុងកោសិកាខួរក្បាលផងដែរ។ កោសិកា​មុន​គេ​នៃ​បេះដូង​ឥឡូវ​ជា​កោសិកា​មុន​គេ​របស់​ខួរក្បាល។

បន្ទាប់មកក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវបានតាមដានរាល់ជំហាននៃភាពខុសគ្នា ហើយបានរកឃើញដោយមិនបានរំពឹងទុកថាកោសិកាទាំងនេះមិនដែលត្រលប់ទៅរដ្ឋ pluripotent វិញទេ។ ផ្ទុយទៅវិញ កោសិកាបានលោតផ្លោះធំជាងរវាងផ្លូវកោសិកាដើម ជាងការសង្កេតពីមុន។

Bruneau និយាយថា "អ្វីដែលយើងបានឃើញគឺថាកោសិកាមួយនៅក្នុងជ្រលងភ្នំមួយនៃទេសភាព Waddington ជាមួយនឹងលក្ខខណ្ឌត្រឹមត្រូវអាចលោតចូលទៅក្នុងជ្រលងភ្នំផ្សេងគ្នាដោយមិនចាំបាច់ឡើងភ្នំត្រឡប់ទៅកំពូលវិញ" Bruneau និយាយ។

មេរៀនសម្រាប់ជំងឺ

ខណៈពេលដែលបរិយាកាសនៃកោសិកានៅក្នុងចានមន្ទីរពិសោធន៍ និងនៅក្នុងអំប្រ៊ីយ៉ុងទាំងមូលគឺខុសគ្នាខ្លាំង ការសង្កេតរបស់អ្នកស្រាវជ្រាវទទួលបានមេរៀនអំពីសុខភាពកោសិកា និងជំងឺ។ ការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន Brm ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងជំងឺបេះដូងពីកំណើត និងជាមួយនឹងរោគសញ្ញាដែលពាក់ព័ន្ធនឹងមុខងារខួរក្បាល។ ហ្សែននេះក៏ជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងជំងឺមហារីកមួយចំនួនផងដែរ។

"ប្រសិនបើការដក Brahma អាចប្រែក្លាយកោសិកា mesoderm (ដូចជាមុនកោសិកាបេះដូង) ទៅជាកោសិកា ectoderm (ដូចជាកោសិកាខួរក្បាលមុនគេ) នៅក្នុងម្ហូបនោះ ប្រហែលជាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងហ្សែន Brm គឺជាអ្វីដែលផ្តល់ឱ្យកោសិកាមហារីកមួយចំនួននូវសមត្ថភាពក្នុងការផ្លាស់ប្តូរកម្មវិធីហ្សែនរបស់ពួកគេយ៉ាងច្រើន" Bruneau និយាយ។

គាត់បន្ថែមថា ការរកឃើញនេះមានសារៈសំខាន់ផងដែរក្នុងកម្រិតស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាន ព្រោះពួកគេអាចបង្ហាញពន្លឺអំពីរបៀបដែលកោសិកាអាចផ្លាស់ប្តូរចរិតលក្ខណៈរបស់ពួកគេនៅក្នុងស្ថានភាពជំងឺ ដូចជាជំងឺខ្សោយបេះដូង និងសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍការព្យាបាលឡើងវិញ ដោយការជំរុញកោសិកាបេះដូងថ្មី។

Bruneau និយាយថា "ការសិក្សារបស់យើងក៏ប្រាប់យើងថាផ្លូវនៃភាពខុសគ្នាគឺមានភាពស្មុគ្រស្មាញ និងផុយស្រួយជាងអ្វីដែលយើងបានគិតទៅទៀត។ «ចំណេះដឹងកាន់តែប្រសើរឡើងអំពីផ្លូវនៃភាពខុសគ្នាក៏អាចជួយយើងឱ្យយល់អំពីបេះដូងពីកំណើត—និងពិការភាពផ្សេងទៀត ដែលកើតឡើងដោយផ្នែកតាមរយៈភាពខុសគ្នាដែលមានបញ្ហា។