Úvod do studia biologie
kmenových buněk
Jiří Pacherník
e-mail: jipa@sci.muni.cz
tel: 532 146 223
Co jsou kmenové buňky?
- buňky schopné vlastní obnovy (sebeobnova)
- buňky schopné dávat vznik jiným typům buněk
(schopnost diferenciace / rozrůzňování)
maturace
Diferenciace (rozrůzňování) buněk
- Buňky mění svůj fenotyp v na základě změny exprese svého genotypu v důsledku vnějších signálů.
- Regulace diferenciace je často provázána s proliferací
(epigenetické změny v jádře během mitotického cyklu?).
Kmenová buňka
aktuální <-> potencionální
* Často proliferují a mají
schopnost krátkodobé sebeobnovy.
Přechodně/transientně
se dělící buňky (Progenitory)*
Terminálně
diferencovaná buňka**
** Post-mitotické buňky = už se nikdy nedělí.
Ne všechny terminálně diferencované buňky
jsou post-mitotické.
Kmenové buňky tvoří jen zlomek buněk
dané tkáně/organismu !
Kmenové buňky
v dospělém organismu
+ další tkáně
Proč nás kmenové buňky tak zajímají?
 „neomezený“ zdroj nových buněk pro regeneraci tkání
=> nezbytné pro zachování homeostázy
=> zajímavé pro transplantace a buněčnou terapii
 „nemocné“ kmenové buňky
=> vznik a relaps nádorových onemocnění
=> poruchy ve schopnosti regenerace, růstu,..
A) Co nás na kmenových buňkách zajímá?
Jejich původ během ontogeneze, jak vznikají?
Příklad: původ NSC, pozůstatek neurogenní populace
z časné embryogeneze
Neuroepithelium → radial glia (RG) → astrocyte-like NSC
(Merkle 2006)E9-birthE8-9
First RG
Původ hematopoetických/krvetvorných kmenových buněk
Jaké vnější a jejich vnitřní faktory regulují jejich existenci?
B) Co nás na kmenových buňkách zajímá?
Vnější faktory zodpovědné za
zachování kmenových buněk
SC
diferenciace
&
proliferace
auto- a parakrinně působící faktory
niche
diferenciace
&
proliferace
Diferenciace = rozrůzňování => vznik jiných typů buněk
Proliferace = dělení buněk => zvyšování počtu buněk
Niche
(Naveiras, 2006)
Verifikace kmenových buněk
sebeobnova x schopnost diferenciace
 specifické znaky/markery a vlastnosti (vývojově specifické)
 sebeobnova – nesmrtelnost
 diferenciace in vitro
 diferenciace in vivo
Gilbert 1997 / Bílek 2004
Embryonální kmenové buňky
(ES – embryonic stem cell)
kultivace
selekceindukce
Model pro studium vzniku a zachování somatických kmenových buněk
ES buňky
somatické kmenové buňky
izolace
progenitory diferencované buňky
kultivace
selekceindukce
Model pro studium vzniku a zachování somatických kmenových buněk
v našich experimentech
ES buňky
s geneticky modifikovanými
faktory podezřelýmy z regulace
fenotypu somatických
kmenových buněk
somatické kmenové buňky
izolace
progenitory diferencované buňky
specifické
inhibitory
- četnost vzniklých somatických kmenových buněk
- jejich vlastnosti (fenotyp a potenciál pro další diferenciaci)
Diferenciace ES buněk in vitro
kultivace
selekceindukce
embryoidní tělíska
Neurogeneze
Hematopoéza
Laboratoř
Protilátky – Ab = antibody
- produkt plasmatických buněk (zralé B-lymfocyty)
- bílkovina/protein, 4 proteinové řetezce,
2 lehké a 2 těžké
- rozpoznání cizorodého materiál – antigenu
=> regulace imunitních/obranných reakcí
- detekce antigenů ve výzkumu
- antigen – látka na kterou je protilátka se
schopná specificky navázat
- imunogen – struktura schopná
vyvolat tvorbu protilátek
- monoklonální x polyklonální => dle původu
(jeden nebo více klonů produkujících buněk)
- primární x sekundární x terciální => dle použití...
Úloha protilátek v organismu
Kde protilátky vznikají?
Jsou produkovány
plasmatickými B-lymfocyty!
Polyklonální protilátky
- původem z více klonů
Monoklonální protilátky
- původem z jediného klonu!!!
Enz
Schematický princip imunodetekce
Enz
Primární protilátka
Sekundární protilátka
Western blot
Účinek séra na RA indukovanou neurální diferenciaci
6 days
bIII-tubulin
Afinitní chromatografie + imunoprecipitace
- purifikace a separace látek
- hledání partnerů v komplexech molekul
- studium struktury molekul
a komplexů molekul
ELISA techniky,...
Protilátky jsou komerčně dostupné....