الحليب من الأسنان: تغيير المهنة للخلايا

كم عدد الخلايا الموجودة في جسم الإنسان؟ بعض المصادر تعتقد أن هناك حوالي 100 تريليون منها ، بينما البعض الآخر - 37.2. كل من هو على حق ، أي من هذه الخيارات مذهلة. تؤدي الخلايا الموجودة في جسم أي كائن حي مجموعة متنوعة من الوظائف ، اعتمادًا على مكانها الأصلي. خلايا الجهاز العصبي ، أي تعمل الخلايا العصبية مثل أجهزة الكمبيوتر المصغرة التي تقوم بجمع وتخزين ومعالجة ونقل المعلومات من خلال التفاعلات الكهربائية والكيميائية. خلايا الدم الحمراء ، أي خلايا الدم الحمراء تنقل الأكسجين الحيوي في جميع أنحاء الجسم. يمكن أن تستمر القائمة ، لكن الجوهر بسيط - كل خلية لها مواصفاتها الخاصة ، برنامج واضح ، إذا جاز التعبير ، والتي سوف تتبع وجودها بأكمله. أم أنها ليست كذلك؟ وجد علماء من جامعة زيوريخ (سويسرا) أن الخلايا الجذعية الظهارية للأسنان من الفئران قادرة على تغيير مهنتها تحت تأثير العوامل الخارجية وإعادة التدريب في خلايا الغدة الثديية. كيف تمكن العلماء بالضبط من معرفة مدى تعقيد الإجراء الخاص بتغيير مواصفات الخلية وما مدى أهمية هذا الاكتشاف لعلاج مرضى سرطان الثدي؟ سوف نجد إجابات لهذه الأسئلة في تقرير مجموعة الأبحاث. دعنا نذهب.

أساس الدراسة

ما الذي يشترك فيه الجلد والأسنان؟ هناك فرضية مفادها أن الأسنان ، مثل الغدد الدهنية والثدي والعرق والشعر والأظافر ، هي زوائد جلدية. كل هذه العناصر المشتقة (الملاحق) لها بنية فريدة خاصة بها ، والتي تتطور نتيجة للصلات الجزيئية المستمرة بين الظهارة والسمم المتوسطة * .

Mesenchyme * - مجموعة من الخلايا ذات الخصائص المورفولوجية المتشابهة في مرحلة معينة من التطور داخل الرحم ، ولكن بعد ذلك سوف تنتمي هذه الخلايا إلى مجموعات مختلفة وفقًا لتفاضل الخلايا ، أي لها وظائف مختلفة.

في المراحل المبكرة من تطور الكائن الحي ، يكون لكل هذه الأعضاء ، خلاياها ، سمات متشابهة للغاية ، ولكن في المراحل اللاحقة من التطور ، تحدد إعادة التنظيم الجزيئي حياتهم المهنية. يمكن أن تؤدي التغييرات في التعبير عن الجزيئات التنظيمية إلى حقيقة أن الخلية التي تتطور على طول سطر واحد ستغيرها بشكل كبير.

هناك جانب شائع آخر لجميع أعضاء الأديم الظاهر وهو وجود مجموعة من الخلايا الجذعية يمكنها توليد أنواع مختلفة من الخلايا اللازمة لاستعادة التوازن والتجديد طوال دورة الحياة.

لقد سمحت التجارب الحديثة بتحديد مجموعات مختلفة من الخلايا الجذعية الظهارية من خلال تتبع الخط الوراثي في ​​أعضاء مثل الشعر والغدد الثديية والأسنان.

التحدث على وجه التحديد عن الأسنان ، عند البشر ، للأسف ، لا يتجددون ولا ينموون ولا يتم تحديثهم (لفرحة أطباء الأسنان الخاصين). ولكن في القوارض ، تنمو القواطع باستمرار. تم العثور على الخلايا الجذعية الظهارية متعددة الأسنان (DESC) التي تعبر عن علامات الخلايا الجذعية Gli1 و Bmi1 و Sox2 في الأطراف الخلفية للقواطع الماوس.

الخلايا الجذعية متعددة القدرات تؤدي إلى ظهور خلايا من أنسجة مختلفة ، ولكن تنوع أنواعها يقتصر على حدود ورقة جرثومية واحدة.

ومن المنطقي أن هذه الخلايا الجذعية يمكنها توليد جميع الخلايا الظهارية للأسنان. ولكن هل يمكنهم إنشاء شيء آخر؟

يتذكر الباحثون أنه من أجل تحديد الخلايا الجذعية الظهارية وتقييم مرونتها أثناء تجديد الأنسجة ، يستخدم التحليل المختبري عن طريق زرع الخلايا في الغالب ، والغدد الثديية مناسبة بشكل مثالي ككائن للتحليل. أثناء دراسة تجديد الثدي ، يتم زرع الأجزاء الظهارية التي يتم الحصول عليها منه أو المصنفة (المقسمة إلى أجزاء) في الخلايا الظهارية إلى اللحمة الثديية غير الظهارية ، أي في بطانة الدهون ، لتوليد الهياكل الظهارية الوظيفية الأقنية. وبعبارة أخرى ، فإن خلايا الغدة الشابة تحول خلايا التبطين الدهنية إلى نوع خاص بها ، مما يمنحها وظائفها.

لكن هذا التحليل الكلاسيكي يعتمد على استخدام الخلايا الثديية العاملة والخلايا غير العاملة ، مرة أخرى ، الغدد الثديية. في الدراسة التي ندرسها اليوم ، ذهب العلماء إلى أبعد من ذلك وقرروا إجراء ما يسمى بتركيب الخلايا الخيمرية باستخدام الخلايا الجذعية الظهارية للأسنان (DESC).

وقد أجريت بالفعل تجارب مماثلة في السابق باستخدام الخلايا العصبية وخلايا نخاع العظم والمبيض وحتى الخلايا السرطانية. ومع ذلك ، فإن النتائج لم تكن الأكثر تشجيعا. والحقيقة هي أن هذه الخلايا الظهارية غير الثديية لم تنمو في بنية الغدة الثديية دون دعم الخلايا الظهارية الثديية (MEC - الخلايا الظهارية الثديية ). بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن للخلايا الناتجة توليد قنوات الحليب. ببساطة ، أصبحت هذه الخلايا خلايا الثدي ، ولكن ليست وظيفية.

لكن العلماء من زيوريخ في عملهم تمكنوا من تحقيق واحد لم يسبق له مثيل - لإجبار الخلايا الجذعية الظهارية الأسنان لتوليد خطوط الخلايا غير الأسنان. النظر في كيف نجحوا.

نتائج البحوث

كما هو الحال في الدراسات المختبرية الكلاسيكية ، تم استخدام طريقة تجديد الثدي في هذا العمل لتقييم مرونة خلايا DESC ، وكذلك قدرتها على توليد خلايا طلائية للثدي بعد الزرع إلى دهون الجسم ( 1A ).


الصورة رقم 1

تم الحصول على علامات تعبير DESC لكل من الخلايا الظهارية والخلايا الجذعية ( 1B ) من حلقة عنق الرحم * للأسنان القاطعة باستخدام البروتين الفلوري الأخضر (GFP) لتحديد الهوية.

حلقة عنق الرحم * هي المنطقة الموجودة على عضو المينا في السن النامية ، حيث تنضم ظهارة المينا الخارجية والداخلية.

تم مزج DESCs الناتجة مع الخلايا الظهارية الثديية الأولية (MECs) وأدخلت في منصات الدهنية غير الظهارية من الغدة الثديية من الفئران المناعي مع الجين RAG1 (الجين تفعيل إعادة التركيب).

تم تحديد خطوط الخلايا التي تم الحصول عليها من هذه الخلايا اثنين من السكان عن طريق التعبير عن GFP ل DESC والتعبير الناجم عن فيروس lentivirus من البروتين الفلوري DsRed ل MEC.

كمجموعة تحكم ، استخدمت الفئران التي تلقت حقن خلايا MEC فقط.

بعد ثمانية أسابيع من الزرع ( 1C - 1I ) و 16.5 يومًا من الحمل ( 1J و 1 K ) ، شكلت الخلايا الثديية DESC و MEC هياكل قناة خيالية تتكون من خلايا إيجابية GFP مشتقة من خلايا MEC DESC و DsRed الإيجابية في الغدد الثديية.

ثم قرر العلماء إجراء تحليل أكثر تفصيلا لتوزيع DESC المزروع في تطوير قنوات خيالية. لهذا الغرض ، تم إجراء تلوين مزدوج المناعي ل GFP والكيراتين 14 (Krt14) ، والتي هي علامات الخلايا القاعدية / العضلية الفطرية في الغدة الثديية البالغة.


الصورة رقم 2

لوحظ وجود خلايا إيجابية في GFP في كل من المقصورات * اللمفية * الإيجابية للعقاقير Krt14 والإيجابية * و 2 * 2 ك .

الخلايا العضلية الظهارية * - البروتينات السريعة المميزة لظهارة الجلد الظهارية وخلايا العضلات الملساء. يحيط هذا النوع من الخلايا بأقسام إفرازية وقنوات إفراز للغدد الثديية واللعابية والدمعية والعرقية.

الخلايا اللمعية * - تصطف على سطح القمي (قمي) من قناة الحليب الطبيعي ولها خصائص إفرازية. معظم أنواع سرطان الثدي تنشأ من الخلايا اللمعية.

المقصورة * هي المساحة الموجودة داخل الخلية ، وتحيط بها غشاء وترتبط بأداء وظيفة خلوية معينة.

من بين جميع الأجزاء الظهارية للقنوات المخيمية للغدة الثديية ، كان حوالي 20 ٪ من الخلايا ينحدر من DESC. يذكرنا العلماء أن ظهارة اللمعة للغدة الثديية هي بنية معقدة للغاية من مختلف مجموعات الخلايا التي يمكن تصنيفها إلى مجموعتين: الأقنية والسنخية.

تبطن خلايا الأقنية القنوات الظهارية. بين هذه الخلايا ، هناك تلك التي تعبر عن مستقبلات هرمون الاستروجين ألفا. إنهم مسؤولون عن تنشيط إشارات paracrine (فيما يتعلق بتوصيل الخلايا في عضو معين) ، وهو أمر ضروري لإطالة ظهارة الغدة الثديية عند تعرضها لإستروجين البلوغ.

الخلايا السنخية ، بدورها ، هي أساس العمليات السنخية لإفراز الحليب التي تحدث أثناء الحمل المتأخر.

أظهر المناعي المزدوج ل GFP (بروتين الفلورسنت الأخضر) و ER (مستقبلات هرمون الاستروجين) في ظهارة خيالية أن الخلايا GFP الإيجابية يمكن أن تنتج كلاً من الخلايا اللمفية الموجبة ER و ER السالبة ( 2L - 2N ).

تم تأكيد قدرة الخلايا GFP الإيجابية للحث على تكوين الخلايا اللمعية عن طريق تلطيخ المناعي المزدوج ل GFP والكيراتين 8.

كانت إحدى أهم الملاحظات أثناء التحليل المناعي والتحليل الكيميائي المناعي أن خلايا DESC الإيجابية بـ GFP يمكن تحويلها إلى النمط الظاهري الوظيفي الكامل الكازين cells- الكازين * الخلايا السنخية الإيجابية المنتجة للحليب ( 2O - 2R ).

الكازين * هو أحد البروتينات الرئيسية في الحليب (40 ٪ في لبن الإنسان).

في المرحلة التالية من الدراسة ، قرر العلماء التحقق من مدى مرونة خلايا DESC وعما إذا كانت قادرة على إعادة برمجة تجديد القناة في غياب ظهارة الثدي.

لهذا ، تم إجراء تحليل مختبري بواسطة طريقة زرع الخلايا ، ولكن دون استخدام الخلايا الظهارية للثدي ، عندما تم حقن DESC مباشرة في بطانة الدهون ( 3A ).


الصورة رقم 3

وكشف تحليل الإسفار للهيكل بأكمله (بدون تشريح) تشكيل GFP- التعبير عن الهياكل الظهارية الصغيرة المتفرعة ( 3B ). وأظهرت المناعي ل GFP والتحليل النسيجي مفصل أن هذه التكوينات نشأت حصرا من الخلايا التي تنشأ من DESC ( 3E ) ، وأنها كانت محاطة بأنسجة ليفية كثيفة (الضامة) ( 3C و 3D ).

كانت مورفولوجيا الخلايا التي تشكل القنوات البدائية متنوعة تمامًا: من السطحية إلى العمودية ( ثلاثية الأبعاد ). لتحليل أكثر تفصيلاً لهذه التكوينات ، تم تقييم توزيع Krt14 و ER.

أوضح تحليل التألق المناعي أن هذه البنى تتألف من كل من الخلايا اللمفية التي تعبر عن Krt8 والخلايا العضلية الظهارية الإيجابية للـ Krt14 ( 3F و 3G ). تم العثور على خلايا التعبير عن ER في ظهارة هذه القنوات ، ولكن تعبيرها كان أقل بكثير مما كانت عليه في التكوينات الظهارية الثديية متطورة بالكامل ( 3H ).

كما تم اكتشاف تعبير الكازين في بعض القنوات التي تنشأ من DESC ( 3I ) مضمن. يشير هذا إلى أن الخلايا التي تم الحصول عليها قادرة تمامًا على بدء التمايز في اتجاه الخلايا السنخية المنتجة للحليب.

كانت الملاحظة الأكثر إثارة للاهتمام هي التعبير عن الأميلوجينين ، وهو علامة نموذجية للتمايز بين الأميلوبلاست ( 3J ). الحقيقة هي أن هذه الخلايا تنتمي إلى منتجي المكونات العضوية لمينا الأسنان. لذلك ، يمكن افتراض وجود ذاكرة خلوية جزئية على الأقل من أصلها ، على الرغم من التغيير في مواصفات الخلية.

لسوء الحظ ، تم تحويل بعض الهياكل التي تم إنشاؤها إلى تكوينات كيسي ( 3K - 3M ) ، والتي تتميز بالخلايا الظهارية بالارض التي تشكل طبقة أحادية ( 3L و 3M ). في هذه المرحلة من الدراسة ، حدثت مثل هذه التكوينات الكيسية في 80 ٪ من الحالات ، ومع ذلك ، فإن هذا المؤشر سوف ينخفض ​​خلال تحسين هذه التقنية.


الصورة رقم 4

أثناء زرع خلايا DESC ، لوحظ في كثير من الأحيان تشكيل نسيج ليفي كثيف. تم العثور على التليف في بعض منصات الدهون الثديية حيث تم إدخال MEC و DESC ، وكذلك في جميع منصات الدهون عندما تم تقديم DESC فقط ( 4A و 4B ). يتكون النسيج غير الظهاري المحيط بالقنوات من شبكة كثيفة للغاية من ألياف الكولاجين ، كما يتضح من تلطيخ ماسون ثلاثي الألوان * (4C و 4D).

تلطيخ ثلاثي الألوان في ماسون هو طريقة في الأنسجة ، عندما يتم تلوين الأنسجة المختلفة بألوان مختلفة ، مما يسمح بتحديد وجودها / غيابها وانتشارها وتركيزها بوضوح.

لتحديد أصل الأنسجة الليفية ، تم إجراء تلوين مزدوج المناعي ل GFP (بروتين الفلورسنت الأخضر) و SMA (الأكتين العضلات الملساء) ، والذي هو علامة على الخلايا الليفية العضلية * المرتبطة بالنسيج الليفي

Myofibroblast * هو نوع من الخلايا يشبه في وقت واحد الخلايا الليفية وخلية العضلات الملساء. في حالة تلف الأنسجة ، وتشارك الخلايا الليفية في الشفاء ، وتشديد الجرح.

تم العثور على خلايا إيجابية GFP وإيجابية SMA مشتقة من DESC في المكونات غير الظهارية للغدة الثديية ، أي في الأنسجة الليفية المحيطة بالقنوات والخراجات ( 4E و 4 F ).

بالإضافة إلى ذلك ، تم اكتشاف فيبرونكتين (بروتين مصفوفة خارج الخلية) ، وهو المكون الرئيسي لسرطان الثدي والأنسجة الليفية ( 4G ) ، في الأنسجة المحيطة بالقنوات والخراجات. وكانت الأنسجة GFP الإيجابية والألياف الليفيكتين موجودا أيضا حول القنوات في الأنسجة الليفية ( 4H ).

للتعرف أكثر تفصيلاً على الفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصي بأن تنظر في تقرير العلماء .

خاتمة

تلخيص كل ما سبق ، يمكن القول بشكل لا لبس فيه أن الخلايا الجذعية الظهارية للأسنان يمكن أن تولد جميع خطوط الخلايا الظهارية الثديية في عملية تجديد قنوات الغدة الثديية. هذا يدل على ليونة وإمكانية التمايز على طول عدة خطوط.

إن الاكتشاف الأكثر أهمية هو حقيقة أنه في الوقت الحالي ، فقط خلايا DESC هي القادرة على البدء في التشكل الفرعي للثدي في غياب أي ظهارة للثدي. مع هذه الدرجة العالية من اللدونة ، يمكن استخدام DESC في تجديد الأنسجة التي لا علاقة لها بالأسنان.

بالإضافة إلى ذلك ، أثبت هذا العمل طرقًا جديدة للتعامل مع عواقب العلاج الجذري لسرطان الثدي. بالطبع ، يركز العديد من العلماء الآن على إيجاد علاجات للسرطان نفسه. ومع ذلك ، على الرغم من عدم تنفيذ هذه الأساليب المعجزة ، فإن إنشاء تقنية تسمح بتجديد الأنسجة المفقودة بسبب التدخل الجراحي تستحق اهتمامًا خاصًا.



سرطان الثدي ، مثله مثل أي نوع آخر من الأورام ، هو مرض فظيع يدمر كل من الصحة البدنية والعقلية للشخص. وبينما يعالج الأطباء ، ويبحث العلماء عن أدوات جديدة لمكافحة المرض ، ينبغي على أقارب وأصدقاء المرضى الذين يعانون من هذا المرض منحهم حبهم ورعايتهم ودعمهم. نعم ، الكلمات الطيبة لن تكون قادرة على تدمير الخلايا السرطانية ، لكن يمكنها أن تبدد الحزن والحزن والشعور باليأس وتؤمن بالمستقبل والإيمان بالشفاء. والإيمان بالشفاء هو الخطوة الأولى نحو تحقيق ذلك.

شكرًا لك على اهتمامك ، ابقَ فضوليًا ، واحب أحبائك ، وتمتع بأسبوع عمل جيد ، أيها الرجال. :)

شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية لأصدقائك ، سحابة VPS للمطورين من 4.99 دولار ، خصم 30 ٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من الخوادم على مستوى الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 النوى) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps من 20 دولار أو كيفية مشاركة خادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).

ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ فقط لدينا 2 من Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6 جيجا هرتز 14 جيجا بايت 64 جيجا بايت DDR4 4 × 960 جيجا بايت SSD 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 199 دولار في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 سعة 2 جيجا هرتز 6 جيجا بايت 128 جيجا بايت ذاكرة DDR3 2x960GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 تيرابايت - من 99 دولارًا! اقرأ عن كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟