Японские ученые вырастили функциональный гипофиз из эмбриональных стволовых клеток мыши
Futurvector-RTD, Boris Sivko
Японские ученые вырастили функциональный гипофиз из эмбриональных
стволовых клеток мыши
Результаты, полученные исследовательской группой под руководством
Йошики Сасаи (Yoshiki Sasai) из Центра биологии развития научно-
исследовательского института RIKEN (RIKEN Center for Developmental
Biology) , опубликованы он-лайн в журнале Nature. Эта же группа в
прошлом году получила из стволовых клеток мыши структуры, аналогичные
сетчатке глаза - на тот момент наиболее сложную ткань, когда-либо
выращенную из стволовых клеток. Теперь ученым удалось достичь еще
большего успеха. Из эмбриональных стволовых клеток они вырастили
центральный орган эндокринной системы - гипофиз.
Гипофиз - маленькая эндокринная железа у основания головного мозга,
вырабатывающая несколько важных гормонов. Он особенно важен в период
раннего развития, и возможность имитировать его образование в
лаборатории поможет ученым лучше понять процессы развития организма.
Нарушения в работе гипофиза ассоциируются с нарушениями роста, такими
как гигантизм, и проблемами со зрением, включая слепоту.
Этот эксперимент был бы невозможен без трехмерной клеточной культуры.
Гипофиз - отдельный орган, но для его развития необходимы химические
сигналы от находящейся непосредственно над ним области мозга -
гипоталамуса. В трехмерной культуре ученые могли одновременно и
вплотную друг к другу выращивать два типа тканей, в результате чего
через две недели стволовые клетки самоорганизовались в гипофиз.
<<Используя этот метод, мы могли более точно имитировать раннее
развитие мыши, так как в организме эмбрион развивается в 3-D>>, -
объясняет Йошики Сасаи.
Флуоресцентное окрашивание показало, что выращенная ткань гипофиза
экспрессирует соответствующие биомаркеры и секретирует типичные для
передней доли гипофиза гормоны. Исследователи пошли еще дальше и
испытали функциональность синтезированных ими органов, пересадив их
мышам, лишенным гипофиза. Эксперименты закончились успехом:
биоинженерные гипофизы восстановили уровни глюкокортикоидных гормонов
в крови животных и устранили поведенческие симптомы, такие как
вялость. Состояние мышей с имплантированными структурами из стволовых
клеток, которые не подвергались воздействию необходимых сигнальных
факторов и поэтому не стали функциональным гипофизом, не улучшилось.
Сасаи и его коллеги планируют повторить эксперимент на человеческих
стволовых клетках. По их мнению, эта работа займет не менее трех лет.
Исследователи, работающие в области стволовых клеток, высоко оценивают
достижение группы Сасаи.
<<Это только первый шаг к созданию жизнеспособных органов человеческого
организма, пригодных для пересадки, но это отличная и многое
объясняющая работа>>, - комментирует успех японских коллег Майкл
Розенфельд (Michael G. Rosenfeld), специалист в области нейральных
стволовых клеток из Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Пересадка гипофиза, выращенного из человеческих стволовых клеток,
может стать методом лечения гипопитуитаризма - ряда эндокринных
нарушений, вызываемых низким уровнем половых гормонов, а также
гормонов стресса и роста. Сейчас их лечение заключается в пожизненной
заместительной гормональной терапии, и инженерный гипофиз мог бы
избавить пациентов от этого тяжелого бремени.
http://dx.doi.org/10.1038/nature10637
http://www.technologyreview.com/biomedicine/39108/?mod=chfeatured
http://blogs.nature.com/news/2011/11/pituitary_gland_in_a_dish_make.html