Bài giảng Cơ sở phân tử tính đa tiềm năng

Bài giảng Cơ sở phân tử tính đa tiềm năng do TS. Trần Hồng Diễm biên soạn cung cấp cho các bạn những kiến thức về tế bào gốc, tế bào gốc vạn năng, các loại tế bào gốc vạn năng, đặc tính tế bào gốc vạn năng, các yếu tố duy trì trạng thái không biệt hoá của tế bào gốc phôi và một số nội dung khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở phân tử tính đa tiềm năngCƠ SỞ PHÂN TỬ TÍNH ĐA TIỀM NĂNG 03/10/2015 TS. Trần Hồng Diễm PTN Nghiên cứu và Ứng dụng Tế bào gốcTrường Đại học KHTN - Đại học Quốc Gia Tp. HCM TẾ BÀO GỐC (STEM CELLS)•  Tế bào gốc (stem cell) là tế bào có khả năng tự làm mới (self-renewal) và biệt hoá (differentiate) thành những tế bào chức năng khác•  T i ề m n ă n g b i ệ t h o á ( d i f f e r e n t a t e d potential) của tế bào gốc: -Toàn năng (totipotent) -Vạn năng (pluripotent) - Đa năng (multipotent) - … - Đơn năng (unipotent) TẾ BÀO GỐC VẠN NĂNG (PLURIPOTENT STEM CELLS)•  Pluri bắt nguồn từ tiếng la tinh “plures” nghĩa là một vài (several) hoặc nhiều (many).•  Thuật ngữ vạn năng (Pluripotent) được dùng để mô tả tế bào gốc có khả năng biệt hoá thành các tế bào xuất sứ từ ba lớp phôi: trung bì, nội bì, ngoại bì.•  Tế bào vạn năng (pluripotent cell) có khả năng tạo nên bất cứ loại tế bào nào, một đặc tính được thấy trong sự phát triển tự nhiên của phôi và trong một số điều kiện xác định của PTNTotipotentPluripotentMultipotentProgenitorOrgans Physiol Rev 85: 635–678, 2005; CÁC LOẠI TẾ BÀO GỐC VẠN NĂNG•  Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells)•  Tế bào ung thư biểu mô phôi (Embryonic carcinoma cells)•  Tế bào gốc sinh dục- Tế bào mầm (Embryonic germ cellS)•  Tế bào đa tiềm năng cảm ứng (Induced pluripotent stem cells)MOUSE Physiol Rev 85: 635–678, 2005;HUMANPhysiol Rev 85: 635–678, 2005; ĐẶC TÍNH TẾ BÀO GỐC VẠN NĂNG•  Unlimited self renewal•  Stable karyotype•  Immortal•  Highly efficient and reproducible differentiation potential•  Germ line colonization•  Clonogenicity•  High versatility to genetic manipulation without loss of pluripotency CÁC YẾU TỐ DUY TRÌ TRẠNG THÁIKHÔNG BIỆT HOÁ CỦA TẾ BÀO GỐC PHÔI •  Các yếu tố bên ngoài: -  LIF and Cytokines -  BMP4 -  bFGF •  Các yếu tố bên trong: -  Oct4 -  Nanog -  Foxd3 -  Sox2 -  miRNALIF và CytokineREVIEW: THỤ THỂ CYTOKINEPhân loại thụ thể cytokine (dựa trên cấu trúc) REVIEW: THỤ THỂ CYTOKINEPhân loại thụ thể cytokine (dựa trên cấu trúc)REVIEW: CYTOKINE RECEPTORS LEUKEMIA INHIBITORY FACTOR- LIF•  LIF: nhân tố ức chế bạch cầu•  LIF cũng được biết đến như 1 nhân tố có hoạt tính ức chế biệt hoá•  LIF thuộc họ cytokine kiểu IL-6•  LIF hoạt hoá chuỗi tín hiệu hoạt động -  tăng điều hoà các gen biểu hiện trong tế bào đa tiềm năng -  giảm điều hoà các gen biểu hiện trong tế bào biệt hoá CYTOKINE HỌ IL-6 VÀ THỤ THỂ •  Họ IL-6 kích thích tế bào thông qua receptor gp130; gp130 làm việc ở dạng heteromer cùng với một receptor chuyên biệt ligand (như IL-6R,IL-11R,LIFR,..) •  gp130 được biểu hiện ở tất cả các tế bào •  receptor Signal chuyên biệt ligand biểu hiện giới Transduction: Cascades to the Stem Cell Nucleus hạn ở tế bào chuyên biệtre 4-1. Schematic structure of the cytokine receptor complexes sharing gp130 as a common subunit. IL-6/IL6R and IL-11/IL-11-R complexes indu•  LIF và LIFR có sự biểu hiện qua lại trong phôi nang (blastocyst) chuột: - LIF biểu hiện trong trophectoderm - LIFR biểu hiện trong ICM-> nhờ tương tác cận tiết giữa lớp dưỡng bào(trophoblast) và khối tế bào bên trong (ICM),sự sinh tạo LIF bởi trophoblast có thể duytrì ICM đa tiềm năng.•  LIFR, OSMR, và CNTFR biểu hiện ở ES cellS-> CT-1, OSM, CNTF và LIF ngăn sự biệt hoácủa ES và củng cố nguồn gốc tế bào và duytrì tế bào ES trong nuôi cấy.•  IL- 6R và IL-11R không biểu hiện ở ES cellS-> Tuy nhiên, IL-6 ngăn sự biệt hoá ES khi gắnvới soluble form của IL-6R -> duy trì hoạt tínhgắn cơ chất và có khả năng cảm ứng gp130homodimerizationLIF/gp130/STAT3 4. Molecular Bases of Pluripotency mESHoạt hoá STAT3 Hoạt hoá ERKFigure 4-2. Schematic description of the signaling pathways induced by IL-6 family cytokine. Following gp130 hetero- or homodimerization, ac -> Sự cân bằng trạng thái hoạt hoá STAT3 và ERK sẽ quyếtJAKs phosphorylate the intracellular domain of gp130 on Y126,173, 265, 275, and 118. STAT3 association with phosphorylated Y126–275 leSTAT3 phosphorylation, dimerization, and translocation to the stem cell nucleus. Association of SHP-2 with phosphorylated Y118 leads via adaptor p định số phận ESC hoặc phân chia bình thường hoặc biệt hoáto activation of the Ras pathway and translocation of ERK1/2 to nucleus. STAT3 activation induces ES self-renewal, whereas ERK activation causdifferentiati ...