Úvod do studia biologie kmenových buněk
Jiří Pacherník
e-mail: jipa@sci.muni.cz
tel: 532 146 223
[USEMAP]

Co jsou kmenové buňky?
 - buňky schopné vlastní obnovy (sebeobnova)
 - buňky schopné dávat vznik jiným typům buněk
   (schopnost diferenciace / rozrůzňování)
[USEMAP]

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)*
pluripotent-stem-cells
Terminálně
diferencovaná buňka**
** Post-mitotické buňky = už se nikdy nedělí.
Ne všechny terminálně diferencované buňky
jsou post-mitotické.
[USEMAP]

SCdoubling
Kmenové buňky tvoří jen zlomek buněk
dané tkáně/organismu !
[USEMAP]

Kmenové buňky
v dospělém organismu
01-5
+ další tkáně
[USEMAP]

Proč nás kmenové buňky tak zajímají?
q „neomezený“ zdroj nových buněk pro regeneraci tkání
=> nezbytné pro zachování homeostázy
       => zajímavé pro transplantace a buněčnou terapii
q „nemocné“ kmenové buňky
       => vznik a relaps nádorových onemocnění
=> poruchy ve schopnosti regenerace, růstu,..
[USEMAP]

A) Co nás na kmenových buňkách zajímá?
Jejich původ během ontogeneze, jak vznikají?
ASC
[USEMAP]

Příklad: původ NSC, pozůstatek neurogenní populace
         z časné embryogeneze
[USEMAP]

Neuroepithelium → radial glia (RG) → astrocyte-like NSC
(Merkle 2006)
E9-birth
E8-9
First RG
[USEMAP]

Původ hematopoetických/krvetvorných kmenových buněk
[USEMAP]


leu200848f2
[USEMAP]


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
[USEMAP]

p-Naveiras2006-niche_Page_5_Image_0001
Niche
(Naveiras, 2006)
[USEMAP]

MAPK_Signaling_680
[USEMAP]


Verifikace kmenových buněk
sebeobnova x schopnost diferenciace
v specifické znaky/markery a vlastnosti (vývojově specifické)
v
v sebeobnova – nesmrtelnost
v
v diferenciace in vitro
v
v diferenciace in vivo
[USEMAP]

322_1490_F3
[USEMAP]


DBiologystr242 finito
Gilbert 1997 / Bílek 2004
Embryonální kmenové buňky
(ES – embryonic stem cell)
[USEMAP]

kultivace
selekce
indukce
Model pro studium vzniku a zachování somatických kmenových buněk
ES buňky
somatické kmenové buňky
progenitory
diferencované buňky
[USEMAP]

kultivace
selekce
indukce
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
progenitory
diferencované buňky
specifické
inhibitory
- četnost vzniklých somatických kmenových buněk
- jejich vlastnosti (fenotyp a potenciál pro další diferenciaci)
[USEMAP]

Diferenciace ES buněk in vitro
kultivace
selekce
indukce
EBkapky2
embryoidní tělíska
[USEMAP]

ES D3
Neurogeneze
[USEMAP]

Hematopoéza
granulopoeza 2
[USEMAP]

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...
255px-Antibody
[USEMAP]

ab12
[USEMAP]


Úloha protilátek v organismu
[USEMAP]


hematopoiesis-from-pluripotent-stem-cell
Kde protilátky vznikají?
Jsou produkovány
plasmatickými B-lymfocyty!
[USEMAP]

Polyklonální protilátky
- původem z více klonů
[USEMAP]

Monoklonální protilátky
- původem z jediného klonu!!!
[USEMAP]

Enz
Schematický princip imunodetekce
Enz
Primární protilátka
Sekundární protilátka
[USEMAP]

HEART%20MUSCLE%20HI%20MAG1 Sarcomeric-Alpha-Actinin-Primary-antibodies-ab9465-2 F4
[USEMAP]


KardioII Fig1
[USEMAP]


Brain-tumour_full_size_landscape mousebrain1 41649 218
[USEMAP]


Western blot
[USEMAP]


Účinek séra na RA indukovanou neurální diferenciaci
6 days
bIII-tubulin
[USEMAP]

6295 affinity Biotin-Desthiobiotin
Afinitní chromatografie + imunoprecipitace
- purifikace a separace látek
- hledání partnerů v komplexech molekul
- studium struktury molekul
  a komplexů molekul
ELISA techniky,...
[USEMAP]

Protilátky jsou komerčně dostupné....
309d5e79fc9f6e92dbf7f2857f496fab ANd9GcQKGM6rsDWgkD9qqLo4CuEvhyc29vQJ5tTj4tAmCNeYwFWL2iPE Myltenyi
6a00d83451ca1469e20154328c4b88970c-800wi FatBirdwithLogo_copy
[USEMAP]

Stem-Cells
[USEMAP]