As três categorias largas de pilhas de haste mamíferas são: pilhas de haste embrionárias, derivadas dos blastocysts, das pilhas de haste adultas, que são encontrados em tecidos adultos, e das pilhas de haste do sangue de cabo, que são encontradas no cabo de cordão umbilical. Em um embrião tornando-se, as pilhas de haste podem diferenciar-se em todos os tecidos embrionários especializados. Em organismos adultos, as pilhas de haste e as pilhas do progenitor actuam como um sistema do reparo para o corpo, reabastecendo pilhas especializadas.
Enquanto as pilhas de haste podem prontamente ser crescidas e transformado em pilhas especializadas com as características consistentes com as pilhas de vários tecidos tais como os músculos ou os nervos através da cultura de pilha, seu uso em terapias médicas estêve propor. Em particular, as linha celular embrionárias, as pilhas de haste embrionárias autólogas geradas através do clonagem terapêutico, e as pilhas de haste adultas altamente plásticas do sangue de cabo do cordão umbilical ou da medula touted como candidatos prometedores. [3]
A definição rigorosa de uma pilha de haste exige que possui duas propriedades:
Self-renewal - a habilidade de atravessar ciclos numerosos da divisão de pilha ao manter o estado não diferenciado.
Potência ilimitada - a capacidade diferenciar-se em algum tipo maduro da pilha. Em um sentido estrito, isto faz pilhas de haste totipotent ou pluripotent, embora algumas pilhasmultipotent e/ou unipotent doprogenitor sejam referidas às vezes como pilhas de haste.
Estas propriedades podem ser ilustradas in vitro, usando métodos tais como os ensaios clonogenic, onde o progeny da única pilha é caracterizado. [4][5] entretanto, in vitro as condições da cultura podem alterar o comportamento das pilhas, fazendo a obscura se as pilhas se comportarão em uma maneira similar in vivo. O debate considerável existe se algumas populações adultas propor da pilha são verdadeiramente pilhas de haste.
Definições da potência
Pluripotent, pilhas de haste embrionárias origina como pilhas maciças internas com dentro um blastocyst. As pilhas de haste podem transformar-se todo o tecido no corpo, com exclusão de uma placenta. Somente as pilhas dos morula podem totipotent, transformar-se todos os tecidos e uma placenta.
A potência especific o potencial da diferenciação (o potencial se diferenciar em tipos diferentes da pilha) da pilha de haste.
As pilhas de haste Totipotent são produzidas da fusão de uma pilha do ovo e de esperma. As pilhas produziram pelas divisões primeiras do ovo fertilizado são igualmente totipotent. Estas pilhas podem diferenciar-se em tipos embrionários e extraembryonic da pilha.
As pilhas de haste de Pluripotent são os descendentes de pilhas totipotent e podem diferenciar-se nas pilhas derivadas das três camadas de germe.
As pilhas de haste de Multipotent podem produzir somente pilhas de uma família estreitamente relacionada das pilhas (por exemplo as pilhas de haste hematopoietic se diferenciam em glóbulos vermelhos, nos glóbulos brancos, nas plaqueta, etc.).
As pilhas de Unipotent podem produzir somente um tipo da pilha, mas têm a propriedade do self-renewal que as distingue das pilhas da não-haste.
As linha celular celtas embrionárias (linha celular do ES) são culturas das pilhas derivadas do tecido epiblast da massa interna da pilha (ICM) de um blastocyst. Um blastocyst consiste um embrião da fase inicial - aproximadamente 4 a 5 dias velho nos seres humanos e em consistir em 50-150 pilhas. As pilhas do ES são pluripotent, e dão a ascensão durante o desenvolvimento a todos os derivados das três camadas de germe preliminares: ectoderme, endoderme e mesodermo. Ou seja puderem tornar-se cada um dos mais de 200 tipos da pilha do corpo adulto quando suficiente e estimulação necessária dada para um tipo específico da pilha. Não contribuem às membranas extra-embryonic ou à placenta.
Quando dado nenhum estímulo para a diferenciação, pilhas do ES continuará a dividir-se in vitro e cada pilha de filha permanecerá pluripotent. O pluripotency de pilhas do ES foi demonstrado rigorosa in vitro e in vivo, assim podem certamente ser classific como pilhas de haste.
Por causa de suas habilidades combinadas originais de expansão e de pluripotency ilimitados, as pilhas de haste embrionárias são uma fonte potencial para a recolocação regenerativa da medicina e do tecido após ferimento ou doença. Até agora, nenhum tratamento médico aprovado foi derivado da pesquisa embrionária da pilha de haste. Isto não é surprising considerando que muitas nações têm atualmente moratória na pesquisa da pilha do ES ou na produção de linha celular novas do ES.
Divisão e diferenciação de pilha da haste. A - pilha de haste; B - pilha do progenitor; C - pilha diferenciada; 1 - divisão de pilha simétrica da haste; 2 - divisão de pilha assimétrica da haste; 3 - divisão do progenitor; 4 - diferenciação terminal
As pilhas de haste adultas são as pilhas não diferenciadas encontradas durante todo o corpo que se dividem para reabastecer pilhas de morte e para regenerar tecidos danificados. Igualmente sabido como (do ‚grego do ³ Ï do ¹ κà do „Î do ¼ Î±Ï do ‰ Î de ΣÏ, do corpo) pilhas de haste somáticas, podem ser encontradas nas crianças, e também adultos.
Muita pesquisa adulta da pilha de haste centrou-se sobre o esclarecimento de sua capacidade dividir-se indefinidamente ou auto-renovar e de seu potencial da diferenciação. [6] Muitas pilhas de haste adultas podem melhor ser classific como as pilhas do progenitor, devido a sua capacidade limitada para a diferenciação celular.
Não obstante, os progenitors adultos multipotent ou mesmo unipotent específicos podem ter a utilidade potencial na medicina regenerativa. O uso de pilhas de haste adultas na pesquisa e na terapia não é tão controverso quanto pilhas de haste embrionárias, porque a produção de pilhas de haste adultas não exige a destruição de um embrião. Contrariamente à pesquisa embrionária da pilha de haste, mais financiamento do governo dos E.U. foi fornecido para a pesquisa adulta da pilha de haste. As pilhas de haste adultas podem ser isoladas de uma amostra de tecido obtida de um adulto. Foram estudados principalmente nos seres humanos e nos organismos do modelo tais como ratos e ratos.
Linhagem
Artigo principal: Provenha a linha celular para assegurar o self-renewal, as pilhas de haste submetem-se a dois tipos de divisão de pilha (veja a divisão de pilha da haste e o diagrama da diferenciação). A divisão simétrica causa duas pilhas de filha idênticas ambas dotadas com propriedades da pilha de haste. A divisão assimétrica, de um lado, produz somente uma pilha de haste e uma pilha do progenitor com potencial limitado do self-renewal. Os Progenitors podem atravessar diversos círculos da divisão de pilha antes terminal de diferenciar em uma pilha madura. É possível que a distinção molecular entre divisões simétricas e assimétricas se encontra na segregação diferencial de proteínas da membrana de pilha (tais como os receptors) entre as pilhas de filha, entretanto, não há nenhuma evidência para este mecanismo.
Uma teoria alternativa é que as pilhas de haste permanecem não diferenciadas das sugestões ambientais em sua ameia particular. As pilhas de haste diferenciam-se quando saem dessa ameia ou já não recebem aqueles sinais. Os estudos no germarium da drosófila identificaram o dpp dos sinais e as junções dos adherins que impedem que as pilhas de haste do germarium se diferenciem [7][8].
Os sinais que conduzem a reprogramming das pilhas ao embrionário-como o estado estão sendo investigados igualmente. Estes caminhos do sinal incluem diversos fatores da transcrição que incluem o c-Myc dooncogene. Os estudos da inicial indicam que a transformação de pilhas dos ratos com uma combinação destes sinais da anti-diferenciação pode inverter a diferenciação e pode permitir que as pilhas adultas se tornem pluripotent. [9] Entretanto, a necessidade de transformar estas pilhas com um oncogene pode impedir o uso desta aproximação na terapia.
Tratamentos
Artigo principal: Os investigadores médicos dos tratamentos da pilha de haste acreditam que a terapia de pilha da haste tem o potencial mudar radical o tratamento da doença humana. Um número de terapias de pilha adultas da haste já existem, particular as transplantações da medula que são usadas para tratar a leucemia. [10] No futuro, os investigadores médicos antecipam poder usar as tecnologias derivadas da pesquisa da pilha de haste para tratar uma variedade mais larga de doenças que incluem o cancro, a doença de Parkinson, os ferimentos da medula espinal, e o dano do músculo, entre um número outros prejuízos e de circunstâncias. [11][12] entretanto, ainda existe muita pesquisa circunvizinha da pilha de haste da incerteza social e científica, que poderia possivelmente ser superada com o debate político e a pesquisa do futuro.
As pilhas de haste, entretanto, são usadas já extensivamente na pesquisa, e alguns cientistas não vêem a terapia de pilha como o primeiro objetivo da pesquisa, mas vêem a investigação de pilhas de haste como um objetivo digno nse. [13].
Pesquisa circunvizinha da pilha de haste da controvérsia
Artigo principal: A controvérsia da pilha de haste lá existe uma controvérsia difundida sobre a pesquisa da pilha de haste que emana das técnicas usadas na criação e no uso de pilhas de haste. A pesquisa embrionária da pilha de haste é particular controversa porque, com o estado atual de tecnologia, começar uma linha celular da haste exige a destruição de um embrião humano e/ou de um clonagem terapêutico. Os oponentes da pesquisa discutem que esta prática é uma inclinação escorregadiço aoclonagem reprodutivo e equivalente à instrumentaçãoser humano. Contrària, alguns investigadores médicos no campo discutem que é necessário levar a cabo a pesquisa embrionária da pilha de haste porque as tecnologias resultantes são esperadas ter o potencial médico significativo, e que os embriões usados para a pesquisa são somente aqueles significados para a destruição de qualquer maneira (como um produto in vitro da fecundação). Isto por sua vez, conflitos com os oponentes no movimento pro-life, que discutem que um embrião é ser do ser humano e conseqüentemente intitulado à dignidade mesmo se slated legalmente para a destruição. O debate de seguimento alertou autoridades em torno do mundo procurar estruturas reguladoras e destacou o fato de que a pesquisa da pilha de haste representa um desafio social e ético.
Eventos chaves na pesquisa da pilha de haste
os anos 60 - evidência atual de Joseph Altman e de Gopal DAS doneurogenesis adulto, atividade em curso da pilha de haste no cérebro; seus relatórios não contradizem nenhum neurônio novo” dogma de Cajal “e são ignorados pela maior parte
1963 - McCulloch e até ilustra a presença de pilhas self-renewing na medula do rato
1992 - As pilhas de haste Neural são cultivadas in vitro como neurospheres
1995 - Sinais do presidenteBill Clinton na lei a emenda do juntamento que proibiu os fundos federal apropriados a ser usados para a pesquisa onde os embriões humanos seriam criados ou destruídos.
1997 - A leucemia é mostrada para originar de uma pilha de haste haematopoietic, a primeira evidência direta para pilhas de haste do cancro
1998 - James Thomson e colegas de trabalho deriva a primeira linha celular embrionária humana da haste na universidade de Wisconsin-Madison.
2003 - O Dr. Songtao Shi de NIH descobre a fonte nova de pilhas de haste adultas nos dentes preliminares das crianças [14]
02 novembro, 2004 - os eleitores de Califórnia aprovam a proposição 71, que fornece $3 bilhões em fundos do estado sobre dez anos à pesquisa embrionária humana da pilha de haste.
2005 - Investigadores na universidade de Kingston na reivindicação de Inglaterra para ter descoberto uma terceira categoria de pilha de haste, pilhas de haste cabo-sangue-derivadas dubladas do embryoniclike (CBEs), derivadas do sangue de cabo do cordão umbilical. O grupo reivindica estas pilhas pode diferenciar-se em mais tipos de tecido do que pilhas de haste adultas.
2001-2006 - O presidenteGeorge W. Bush endossa o congresso em fornecer o financiamento federal para a pesquisa embrionária da pilha de haste de aproximadamente $100 milhões e também os dólares $250 milhões para a pesquisa sobre pilhas de haste adultas e animais. Igualmente decreta as leis que restringem a pesquisa federal-financiada da pilha de haste sobre pilhas de haste embrionárias às linha celular já derivadas.
18 julho, 2006 - o Senado dos E.U. passa o ato H.R. 810 do realce da pesquisa da pilha de haste, e vota para baixo S.2754 do Senator Santorum.
19 julho, 2006 - o presidenteGeorge W. Bush veta-se H.R. 810 (ato) do realce da pesquisa da pilha de haste, uma conta que inverta a lei da Clinton-era que fêz ilegal para que o dinheiro federal seja usado para a pesquisa onde as pilhas de haste são derivadas da destruição de um embrião.
16 fevereiro, 2007 o instituto de Califórnia para a medicina regenerativa transformou-se o suporte financeiro o mais grande das nações da pesquisa embrionária humana da pilha de haste quando concedeu quase $45 milhões em concessões de pesquisa. [15]
o `“demonstração citológica do † do â da natureza clonal de colônias do spleen derivou-se da natureza transplantada 1963 das pilhas da determinada espécie de abóbora do rato”.
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