Новое исследование раскрывает базовую молекулярную «схему» стволовых клеток
Исследование Университета Джорджии, опубликованное 2 марта в журнале Cell Stem Cell, впервые создает «чертеж» того, как стволовые клетки запрограммированы реагировать на внешние сигнальные молекулы. Этот результат примиряет годы противоречивых данных из лабораторий по всему миру и дает ученым возможность точно контролировать дифференцировку стволовых клеток в конкретные типы клеток.
Новая модель вместо старой парадигмы
- Старая парадигма: отдельные сигнальные молекулы действуют по отдельности, запуская линейную цепь событий.
- Новая модель (Далтон): сложное взаимодействие нескольких молекул контролирует «переключатель» между состоянием стволовой клетки (плюрипотентность) и ее дифференцировкой (например, в клетки сердца, мозга или поджелудочной железы).
Разрешение противоречий
Предыдущие исследования приходили к противоположным выводам о роли распространенной сигнальной молекулы Wnt: половина работ показывала, что она удерживает клетку в плюрипотентном состоянии, другая половина — что она стимулирует дифференцировку.
- Вывод команды Далтона: оба вывода верны. В малых количествах Wnt поддерживает плюрипотентность, в больших — способствует дифференцировке.
Взаимосвязанная система
Wnt не действует в одиночку. Другие молекулы, такие как инсулиноподобный фактор роста (Igf), фактор роста фибробластов 2 (Fgf2) и Активин А, также играют роль.
- Сигнальные пути усиливают друг друга: двукратное увеличение одного может привести к десятикратному увеличению другого.
- Время подачи сигналов также имеет критическое значение.
- «Все пути "разговаривают" друг с другом... Это как карточный домик; все полностью взаимосвязано», — пояснил Стивен Далтон.
Значение и перспективы
- Исследование, поддержанное Национальным институтом общих медицинских наук NIH, предлагает модель для понимания координации нескольких сигнальных путей.
- Эта работа, занявшая пять лет кропотливых гипотез и тестов, дает понимание первого шага дифференцировки.
- Такой же подход можно использовать для изучения последующих этапов развития эмбриональных клеток.
- Результаты могут служить «инструкцией» для более эффективного и контролируемого получения терапевтических типов клеток, что ускорит применение стволовых клеток в регенеративной медицине.