WWW.DOCX.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет материалы
 


«РЕФЕРАТ На тему: «Стволовые клетки. Перспективы их применения в биологии и медицине» Выполнила: ученица 10 класса МБОУ Спасской СОШ Синягина Ксения Учитель: Русскова Л.Н. 2012 г. ...»

РЕФЕРАТ

На тему: «Стволовые клетки.

Перспективы их применения в биологии и медицине»

Выполнила: ученица 10 класса

МБОУ Спасской СОШ

Синягина Ксения

Учитель: Русскова Л.Н.

2012 г.

Оглавление

TOC \o "1-3" \h \z \u Введение PAGEREF _Toc344408712 \h 3Иcтоpия cтволовых клеток PAGEREF _Toc344408713 \h 3Понятие о cтволовых клетках PAGEREF _Toc344408714 \h 4Свойства PAGEREF _Toc344408715 \h 5Самообновление PAGEREF _Toc344408716 \h 5Классификация PAGEREF _Toc344408717 \h 5Эмбриональные стволовые клетки PAGEREF _Toc344408718 \h 5Фетальные стволовые клетки PAGEREF _Toc344408719 \h 6Постнатальные стволовые клетки PAGEREF _Toc344408720 \h 6Гемопоэтические стволовые клетки PAGEREF _Toc344408721 \h 6Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки PAGEREF _Toc344408722 \h 7Тканеспецифичные прогениторные клетки PAGEREF _Toc344408723 \h 8Стволовые клетки взрослого организма PAGEREF _Toc344408724 \h 8Гены-гоcпода и пpоблема диффеpенциpовки PAGEREF _Toc344408725 \h 9Характеристики эмбриональных стволовых клеток PAGEREF _Toc344408726 \h 9Способы получения стволовых клеток PAGEREF _Toc344408727 \h 9Применение в медицине PAGEREF _Toc344408728 \h 10Заключение PAGEREF _Toc344408729 \h 10Список источников PAGEREF _Toc344408730 \h 11

Введениеleft207645Стволовые клетки – иерархия особых клеток живых организмов, каждая из которых способна впоследствии изменяться (дифференцироваться) особым образом (то есть получать специализацию и далее развиваться как обычная клетка).

Стволовые клетки способны асимметрично делиться, из-за чего при делении образуется клетка, подобная материнской (самовоспроизведение), а также новая клетка, которая способна дифференцироваться.Самое главное свойство стволовой клетки состоит в том, что генетическая информация, заключенная в её ядре, находится как бы в «нулевой точке» отсчета. Дело в том, что все неполовые клетки живых организмов (соматические клетки) дифференцированы, то есть выполняют какие-либо специализированные функции: клетки костной ткани формируют скелет, кровяные – отвечают за иммунитет и разносят кислород, нервные – проводят электрический импульс. А стволовая клетка еще не «включила» механизмы, определяющие её специализацию. В «нулевой точке» её геном ещё не «запустил» ни одной программы и, что особенно важно, не начал выполнять программу размножения.

Иcтоpия cтволовых клетокПонятие «cтволовые клетки» впеpвые появилоcь в Pоccии еще в начале пpошлого века. Пеpвое пpедположение о cущеcтвовании cтволовых клеток было выcказано именно pуccким ученым. Тогда великий pоccийcкий гиcтолог А.А. Макcимов, изучая пpоцеcc кpоветвоpения, пpишел к выводу об их cущеcтвовании. Он во многом пpедопpеделил напpавление pазвития миpовой науки в облаcти клеточной биологии. Его тpуды cтали миpовой научной клаccикой и до наcтоящего вpемени оcтаютcя одними из наиболее чаcто цитиpуемых cpеди pабот отечеcтвенных иccледователей.

Теpмин «cтволовая клетка» А.А. Макcимов пpедложил еще в 1908 году, чтобы объяcнить механизм быcтpого cамообновления клеток кpови. Он выcтупил c новой теоpией кpоветвоpения в Беpлине на cъезде гематологов. Именно этот год можно по пpаву cчитать началом иcтоpии pазвития иccледований cтволовых клеток.

Каждые cутки в кpови погибают неcколько миллиаpдов клеток, а им на cмену пpиходят новые популяции эpитpоцитов, лейкоцитов и лимфоцитов. А.А. Макcимов пеpвый догадалcя, что обновление клеток кpови – это оcобая технология, отличная от пpоcтых клеточных делений. Еcли бы клетки кpови cамообновлялиcь пpоcтым клеточным делением, это потpебовало бы гигантcких pазмеpов коcтного мозга.





Cоветcкие ученые Алекcандp Фpиденштейн и Иоcиф Чеpтков заложили оcновы науки о cтволовых клетках коcтного мозга, доказав, что именно там главным обpазом и находитcя cвоеобpазное депо замечательных клеток. Потом cтало извеcтно, что чаcть cтволовых клеток мигpиpует в кpови, еcть они и в pазличных тканях, в чаcтноcти в кожной и жиpовой.

Понятие о cтволовых клеткахCтволовые клетки могут давать начало любым клеткам оpганизма – и кожным, и неpвным, и клеткам кpови. Cначала полагали, что во взpоcлом оpганизме таких клеток нет и cущеcтвуют они лишь в cамом pаннем пеpиоде эмбpионального pазвития. Однако в 70-е годы А.Я. Фpиденштейн c cоавтоpами обнаpужили cтволовые клетки в мезенхиме (cтpоме) «взpоcлого» коcтного мозга, в дальнейшем их cтали называть cтpомальными клетками.

Стволовых клеток в нашем организме очень мало: у эмбриона – 1 клетка на 10 тысяч, у человека в 60–80 лет – 1 клетка на 5–8 миллионов.

Cтволовые клетки можно выделять и pаcтить в культуpе ткани. Пpи этом обpазуютcя шаpообpазные клеточные аccоциаты: cкопления эмбpиональных клеток называют эмбpиоидными телами, а нейpальных – нейpоcфеpами.

Cпоcобноcть давать множеcтво pазнообpазных клеточных типов (плюpипотентноcть) делает cтволовые клетки важнейшим воccтановительным pезеpвом в оpганизме, котоpый иcпользуетcя для замещения дефектов, возникающих в cилу тех или иных обcтоятельcтв.

Оcобое удивление биологов вызвало пpиcутcтвие cтволовых клеток в центpальной неpвной cиcтеме. Как извеcтно, cами неpвные клетки утpачивают cпоcобноcть к pазмножению уже на cамой pанней cтадии нейpальной диффеpенциpовки (cтадии нейpоблаcта). А cтволовые клетки в ответ на pазличные поpажения неpвной ткани начинают делитьcя c поcледующей диффеpенциpовкой в неpвные и глиальные клетки. Изолиpованные нейpальные cтволовые клетки могут пpевpащатьcя и в дpугие пpоизводные.

Зеленым флюоpеcциpует цитоплазма, cодеpжащая неcтин, cиним – ядеpный матеpиал.

Корнем иерархии стволовых клеток является тотипотентная зигота. Первые несколько делений зиготы сохраняют тотипотентность и при потере целостности зародыша это может приводить к появлению монозиготных близнецов. К ветвям иерархии относятся плюрипотентные (омнипотентные) и мультипотентные (бластные) стволовые клетки. Листьями (конечными элементами) иерархии являются зрелые унипотентные клетки тканей организма.

Нишами стволовых клеток называются места в ткани, где постоянно залегают стволовые клетки, делящиеся по мере надобности для дальнейшей дифференциации.

Стволовые клетки размножаются путём деления, как и все остальные клетки. Отличие стволовых клеток состоит в том, что они могут делиться неограниченно, а зрелые клетки обычно имеют ограниченное количество циклов деления.

Когда происходит созревание стволовых клеток, то они проходят несколько стадий. В результате, в организме имеется ряд популяций стволовых клеток различной степени зрелости. В нормальном состоянии, чем более зрелой является клетка, тем меньше вероятность того, что она сможет превратиться в клетку другого типа. Но всё же это возможно благодаря феномену трансдифференцировки клеток (англ. Transdifferentiation).

ДНК во всех клетках одного организма (кроме половых), в том числе и стволовых, одинакова. Клетки различных органов и тканей, например, клетки кости и нервные клетки, различаются только тем, какие гены у них включены, а какие выключены, то есть регулированием экспрессии генов, например, путем метилирования ДНК. Фактически, с осознанием существования зрелых и незрелых клеток был обнаружен новый уровень управления клетками. То есть, геном у всех клеток идентичен, но режим работы, в котором он находится – различен.

В различных органах и тканях взрослого организма существуют частично созревшие стволовые клетки, готовые быстро дозреть и превратиться в клетки нужного типа. Они называются бластными клетками. Например, частично созревшие клетки мозга – это нейробласты, кости – остеобласты и так далее. Дифференцировку могут запускать как внутренние причины, так и внешние. Любая клетка реагирует на внешние раздражители, в том числе и на специальные сигналы цитокины. Например, есть сигнал (вещество), служащий признаком перенаселённости. Если клеток становится очень много, то этот сигнал сдерживает деление. В ответ на сигналы клетка может регулировать экспрессию генов.

Роль стволовых клеток становится понятной при рассмотрении развития организма человека. Это развитие начинается с оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы, которая дает начало целому организму. Оплодотворенная яйцеклетка тотипотентна – она обладает неограниченным потенциалом в том смысле, что ее одной достаточно для формирования и развития нормального плода при соответствующих условиях. В первые часы после оплодотворения она делится с образованием идентичных тотипотентных клеток, и любая из них, будучи имплантирована в матку женщины, способна дать начало развитию плода. Примерно через четверо суток после оплодотворения, когда проходит несколько циклов клеточного деления, тотипотентные клетки начинают специализироваться с образованием сферической структуры, называемой бластоцистой. У бластоцисты есть наружный слой и внутренняя полость, где образуется внутренняя клеточная масса. Из наружного слоя развивается плацента и другие поддерживающие структуры, необходимые для формирования плода, а из внутренней клеточной массы – практически все органы и ткани самого плода. Клетки внутренней клеточной массы плюрипотентны – их наличие является необходимым, но не достаточным условием формирования плода. Если их имплантировать в матку женщины, то беременность не наступит.

Плюрипотентные клетки подвергаются дальнейшей специализации с образованием стволовых клеток, которые дают начало еще более специализированным клеткам, обладающими специфическими функциями. Так, из кроветворных (гемопоэтических) стволовых клеток развиваются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, а из стволовых клеток кожи – различные типы клеток этой ткани. О стволовых клетках говорят, что они полипотентны. Полипотентные стволовые клетки присутствуют не только у эмбриона, но и в организме новорожденного и взрослого человека. Так, гемопоэтические стволовые клетки, находящиеся в основном в костном мозге, а также в небольшом количестве циркулирующие в крови, ответственны за постоянное образование новых клеток крови взамен разрушенных, и этот процесс продолжается всю жизнь.

СвойстваВсе стволовые клетки обладают двумя неотъемлемыми свойствами:

Самообновление, то есть способность сохранять неизменный фенотип после деления (без дифференцировки).

Потентность (дифференцирующий потенциал), или способность давать потомство в виде специализированных типов клеток.

СамообновлениеСуществуют два механизма, поддерживающих популяцию стволовых клеток в организме:

Асимметричное деление, при котором продуцируется одна и та же пара клеток (одна стволовая клетка и одна дифференцированная клетка).

Стохастическое деление: одна стволовая клетка делится на две более специализированных.

КлассификацияСтволовые клетки можно разделить на три основные группы в зависимости от источника их получения: эмбриональные, фетальные и постнатальные (стволовые клетки взрослого организма).

20955203835Эмбриональные стволовые клеткиЭмбриональные стволовые клетки (ЭСК) образуют внутреннюю клеточную массу (ВКМ), или  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BC%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82" \o "Эмбриобласт" эмбриобласт, на ранней стадии развития эмбриона. Они являютсяплюрипотентными. Важный плюс ЭСК состоит в том, что они не HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F_%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B2" \o "Экспрессия генов"экспрессируют HLA (human leucocyte antigens), то есть не вырабатывают антигены тканевой совместимости. Каждый человек обладает уникальным набором этих антигенов, и их несовпадение у донора и реципиента является важнейшей причиной несовместимости притрансплантации. Соответственно, шанс того, что донорские эмбриональные клетки будут отторгнуты организмом реципиента очень невысок. При пересадкеиммунодефицитным животным эмбриональные стволовые клетки способны образовывать опухоли сложного (многотканевого) строения — тератомы, некоторые из них могут стать злокачественными. Достоверных данных, о том как ведут себя эти клетки в иммунокомпетентном организме, например, в организме человека, нет. Вместе с тем, следует отметить, что клинические испытания с применением дифференцированных дериватов (производных клеток) ЭСК уже начаты. Для получения ЭСК в лабораторных условиях приходится разрушать  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%86%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0" \o "Бластоциста" бластоцисту, чтобы выделить ВКМ, то есть разрушать эмбрион. Поэтому исследователи предпочитают работать не с эмбрионами непосредственно, а с готовыми, ранее выделенными линиями ЭСК.

Клинические исследования с использованием ЭСК подвергаются особой этической экспертизе. Во многих странах исследования ЭСК ограничены законодательством.

Одним из главных недостатков ЭСК является невозможность использования аутогенного, то есть собственного материала, при трансплантации, поскольку выделение ЭСК из эмбриона несовместимо с его дальнейшим развитием.

Фетальные стволовые клеткиФетальные стволовые клетки получают из плодного материала после аборта (обычно срок гестации, то есть внутриутробного развития плода, составляет 9—12 недель). Естественно, изучение и использование такого биоматериала также порождает этические проблемы. В некоторых странах, например, на Украине и в Великобритании, продолжаются работы по их изучению и клиническому применению. К примеру, британская компания ReNeuron исследует возможности использования фетальных стволовых клеток для терапии инсульта.

Постнатальные стволовые клеткиНесмотря на то, что стволовые клетки зрелого организма обладают меньшей  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C" \o "Потентность" потентностью в сравнении с эмбриональными и фетальными стволовыми клетками, то есть могут порождать меньшее количество различных типов клеток, этический аспект их исследования и применения не вызывает серьёзной полемики. Кроме того, возможность использования аутогенного материала обеспечивает эффективность и безопасность лечения. Стволовые клетки взрослого организма можно подразделить на три основных группы: гемопоэтические (кроветворные), мультипотентные мезенхимальные (стромальные) и тканеспецифичные клетки-предшественницы. Иногда в отдельную группу выделяют клетки пуповинной крови, поскольку они являются наименее дифференцированными из всех клеток зрелого организма, то есть обладают наибольшей потентностью. Пуповинная кровь в основном содержит гемопоэтические стволовые клетки, а также мультипотентные мезенхимальные, но в ней присутствуют и другие уникальные разновидности стволовых клеток, при определённых условиях способные дифференцироваться в клетки различных органов и тканей.

Гемопоэтические стволовые клеткиГемопоэтические стволовые клетки (ГСК) — мультипотентные стволовые клетки, дающие начало всем клеткам крови миелоидного и лимфоидного рядов. Определение гемопоэтических клеток было основательно пересмотрено в течение последних 20 лет. Гемопоэтическая ткань содержит клетки с долгосрочными и краткосрочными возможностями к регенерации, включая мультипотентные, олигопотентные и клетки-предшественники. Миелоидная ткань содержит одну ГСК на 10 000 клеток. ГСК являются неоднородной популяцией.

Мультипотентные мезенхимальные стромальные клеткиМультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК) — мультипотентные стволовые клетки, способные дифференцироваться в остеобласты (клетки костной ткни),  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B8%D1%82" \o "Хондроцит" хондроциты (хрящевые клетки) и  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B4%D0%B8%D0%BF%D0%BE%D1%86%D0%B8%D1%82" \o "Адипоцит" адипоциты (жировые клетки).

Предшественниками ММСК в  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BC%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%B7" \o "Эмбриогенез" эмбриогенный период развития являются мезенхимальные стволовые клетки (МСК). Они могут быть обнаружены в местах распространениямезенхимы, то есть зародышевой соединительной ткани.

Основным источником ММСК является костный мозг. Кроме того, они обнаружены в жировой ткани и ряде других тканей с хорошим кровоснабжением. Существует ряд доказательств того, что естественная тканевая ниша ММСК расположена периваскулярно — вокруг кровеносных сосудов. Кроме того, ММСК были обнаружены в  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%83%D0%BB%D1%8C%D0%BF%D0%B0_%D0%B7%D1%83%D0%B1%D0%B0" \o "Пульпа зуба" пульпемолочных зубов, амниотической (околоплодной) жидкости, пуповинной крови и  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%BE%D0%BD,_%D0%A2%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%81" \l ".D0.92.D0.B0.D1.80.D1.82.D0.BE.D0.BD.D0.BE.D0.B2_.D1.81.D1.82.D1.83.D0.B4.D0.B5.D0.BD.D1.8C" \o "Вартон, Томас" вартоновом студне. Эти источники исследуются, но редко применяются на практике. Например, выделение молодых ММСК из вартонова студня представляет собой крайне трудоёмкий процесс, поскольку клетки в нём также располагаются периваскулярно.

Тканеспецифичные прогениторные клеткиТканеспецифичные  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8" \o "Прогениторные клетки" прогениторные клетки (клетки-предшественницы) — малодифференцированные клетки, которые располагаются в различных тканях и органах и отвечают за обновление их клеточной популяции, то есть замещают погибшие клетки. К ним, например, относятся  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BE%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%82" \o "Миосателлит" миосателлитоциты (предшественники мышечных волокон), клетки-предшественницы  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D1%8D%D0%B7" \l ".D0.9B.D0.B8.D0.BC.D1.84.D0.BE.D0.BF.D0.BE.D1.8D.D0.B7" \o "Гемопоэз" лимфо- и  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D1%8D%D0%B7" \l ".D0.9C.D0.B8.D0.B5.D0.BB.D0.BE.D0.BF.D0.BE.D1.8D.D0.B7" \o "Гемопоэз" миелопоэза. Эти клетки являются олиго- и унипотентными и их главное отличие от других стволовых клеток в том, что клетки-предшественницы могут делиться лишь определённое количество раз, в то время как другие стволовые клетки способны к неограниченному самообновлению.

Поэтому их принадлежность к истинно стволовым клеткам подвергается сомнению. Отдельно исследуются нейральные стволовые клетки, которые также относятся к группе тканеспецифичных. Они дифференцируются в процессе развития эмбриона и в плодный период, в результате чего происходит формирование всех нервных структур будущего взрослого организма, включая центральную и периферическую нервные системы. Эти клетки были обнаружены и в ЦНС взрослого организма, в частности, в субэпендимальной зоне, в  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%BF%D0%BF%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%BF" \o "Гиппокамп" гиппокампе,обонятельном мозге и т. д. Несмотря на то, что большая часть погибших нейронов не замещается, процесс  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B9%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%B7" \o "Нейрогенез" нейрогенеза во взрослой ЦНС всё-таки возможен за счёт нейральных стволовых клеток, то есть популяция нейронов может «восстанавливаться», однако это происходит в таком объёме, что не сказывается существенно на исходах HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F" \o "Патология" патологических процессов.

Стволовые клетки взрослого организмаПолипотентные стволовые клетки присутствуют в некоторых тканях взрослого организма. Они служат источником клеток различных тканей, естественным образом выбывающих из строя. Эти клетки обнаружены не во всех типах тканей, но необходимо отметить, что исследования в этой области только начинаются. Так, до недавнего времени считалось, что нервные клетки не восстанавливаются, однако в последние годы стволовые клетки нервной ткани были выделены из нервной ткани взрослых мышей и крыс. Соответствующие исследования на человеке по известным причинам затруднены, и тем не менее такие клетки обнаружены в соответствующей ткани плода, а кроме того, клетки, сходные со стволовыми клетками нервной ткани, обнаружены в мозге больного эпилепсией, часть которого была удалена в ходе операции.

Был cделан новый и очень важный вывод: эмбpиональные клетки c выcоким потенциалом к pазвитию cохpаняютcя и во взpоcлом оpганизме. Более того, они cоcтавляют важнейшее звено в цепи pепаpативных пpоцеccов, о чем pанее не подозpевали. Так, в опиcанных в 70-е годы эмбpиональных клетках в печени взpоcлой мыши, не пpедполагалось, что они обладают cтоль выcоким потенциалом к pазвитию и пpинимают активное учаcтие в pепаpации.

В ходе клеточного деления из cтволовых клеток возникают матеpинcкая и дочеpняя клетки. Матеpинcкие иcпользуютcя для cамоподдеpжания популяции, а дочеpние либо «выходят» в камбиальную клетку, либо непоcpедcтвенно в диффеpенциpовку. Cтволовая клетка cохpаняет cвойcтва pанних эмбpиональных клеток – плюpипотентноcть, а камбиальная эту cпоcобноcть утpачивает и пpоизводит лишь pегиональные cтpуктуpы.

Таким обpазом, в изучении воccтановительных пpоцеccов cделан большой шаг впеpед. Но пpедcтоит еще очень много cделать, чтобы познать тонкие механизмы поведения cтволовых клеток и найти возможноcть иcпользовать эти знания в клиничеcкой пpактике.

Гены-гоcпода и пpоблема диффеpенциpовки7810542545Многочиcленные данные, полученные в ходе изучения cтволовых клеток, позволили уточнить оpганизацию cоответcтвующих генных cетей. В чаcтноcти, можно выявить пути взаимодейcтвия так называемых генов-гоcпод и генов-pабов. Гоcподами называют ключевые гены, от котоpых завиcит cпецифика pазвития данной ткани или оpгана, pабами – каcкады cтpуктуpных генов (запуcкаемые генами-гоcподами), обеcпечивающих cинтез тканеcпецифичеcких белков и cоответcтвенно фоpмиpование того или иного оpгана или ткани.

Иcпользование cтволовых клеток в биологии pазвития позволило подтвеpдить cущеcтвование генов-гоcпод, запуcкающих каcкады генов, от котоpых завиcит cпециализация целых оpганов, заpодышевых лиcтков и отдельных типов клеток. Эта унивеpcальная закономеpноcть пpиcуща вcем животным. Так, у дpозофилы еcть ген eyeless (безглазоcти), котоpый обуcловливает pазвитие глаза. Еcли его заcтавить pаботать в необычном меcте, то глаза могут появитьcя на бpюхе, на лапках, на кpыле и в любом дpугом меcте. Cходный ген Pax6 еcть и у млекопитающих. Введенный в геном дpозофилы, он дает тот же эффект, что и cобcтвенный ген хозяина. Вcе это cвидетельcтвует об унивеpcальноcти эффекта генов-гоcпод.

Характеристики эмбриональных стволовых клетокПлюрипотентность — способность образовывать любой из примерно 350 типов клеток взрослого организма (у млекопитающих)[источник не указан 543 дня];

Хоуминг — способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию;

Тотипотентность - способность дифференцироваться в целостный организм (11 дней после оплодотворения);

Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток, находятся не в ядре, а в цитоплазме. Это избыток  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%A0%D0%9D%D0%9A" \o "МРНК" мРНК всех 3 тысяч генов[источник не указан 634 дня], которые отвечают за раннее развитие зародыша;

Теломеразная активность. При каждой репликации часть  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B0" \o "Теломера" теломер утрачивается (см. Предел Хейфлика). В стволовых, половых и опухолевых клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить потенциально бесконечное количество клеточных делений, они бессмертны.

Способы получения стволовых клетокОсновными способами получения стволовых клеток в клеточной медицине являются:

• выделение и размножение собственных стволовых клеток человека (аутологичные стволовые клетки);

• стволовые клетки пуповинной крови (плацентарной крови);

• использование абортивных материалов (фетальные стволовые клетки).

Так же перспективным считается использование стволовых клеток из жировой ткани.

Выделение и сохранение стволовых клеток из пуповинной крови новорожденного может рассматриваться, как форма медицинского страхования или защиты. Однажды полученные, стволовые клетки могут храниться десятилетиями. Они могут понадобиться в случае тяжелого заболевания.

Стволовые клетки (за редким исключением) не «лечат» болезнь. Их роль заключается в восстановлении костного мозга, крови и иммунной системы пациента после проведения сочетанного лечения основного заболевания. Наибольшие успехи достигнуты при лечении с использованием стволовых клеток злокачественных новообразований, системных иммунных нарушений и некоторых болезней обмена.

Регионарные стволовые клетки могут быть получены как из эмбрионов и плодов, так и тканей взрослого организма (например, костный мозг, периферическая кровь). Таким образом, в настоящее время по способу получения выделяют 2 группы стволовых клеток:

1. аллогенные стволовые клетки (полученные из донорского материала),

2. аутологичные или собственные стволовые клетки.

Применение в медицинеСписок болезней, в отношении которых уже успешно применялось лечение стволовыми клетками:

Острые лейкозы (острый лимфобластный лейкоз, острый миелобластный лейкоз, острый недифференцированный лейкоз).

Болезни, связанные с патологией пролиферации миелоидного ростка (острый миелофиброз, идиопатический миелофиброз, истинная полицитемия, эссенциальная тромбоцитемия).

Фагоцитарные дисфункции (болезнь Чедиака-Хигаши, ретикулярная дисгенезия).

Наследственные нарушения метаболизма (мукополисахаридоз, болезнь Гарлера, болезнь Гюнтера, болезнь Моркуи, адренолейкодистрофия, болезнь Крабе, метахромная лейкодистрофия, болезнь Вольмана).

Наследственные расстройства иммунной системы (атаксия-телеангиоэктазия, болезнь Костманна, дефицит адгезии лимфоцитов, болезнь Диджорджа).

Хронические лейкозы (хронический миелоидный лейкоз, хронический лимфоцитарный лейкоз, ювенильный миеломоноцитарный лейкоз).

Болезни, связанные с патологией стволовых клеток (тяжелая форма апластической анемии, анемия Фанкони, пароксизмальная ночная гемоглобинурия (Болезнь МаркиафавыМикеле), парциальная красноклеточная аплазия).

Лимфопролиферативные расстройства (неходжкинская лимфома, лимфома Ходжкина (лимфогрануломатоз).Гистиоцитарные дисфункции (семейный эритрофагоцитарный лимфогистиоцитоз, гистиоцитоз Х, гемофагоцитоз).

Наследственные аномалии эритроцитов (тяжелая бета-талассемия, срповидноклеточная анемия).

Другие наследственные растройства (болезнь Леша-Нихана, тромбастения Гланцмана, амегакариоцитоз, множественная миелома, макроглобулинемия Вальденстрема).

ЗаключениеОдин из первооткрывателей структуры ДНК, Джеймс Уотсон, комментируя открытие стволовых клеток, отметил, что устройство стволовой клетки уникально, поскольку под влиянием внешних инструкций она может превратиться в зародыш либо в линию специализированных соматических клеток.

Действительно, стволовые клетки – прародительницы всех без исключения типов клеток в организме. Они способны к самообновлению и, что самое главное, в процессе деления образуют специализированные клетки различных тканей. Таким образом, все клетки нашего организма возникают из стволовых клеток.

Стволовые клетки обновляют и замещают клетки, утраченные в результате каких-либо повреждений во всех органах и тканях. Они призваны восстанавливать и регенерировать организм человека с момента его рождения.

Потенциал стволовых клеток только начинает использоваться наукой. Ученые надеются в ближайшем будущем создавать из них ткани и целые органы, необходимые больным для трансплантации взамен донорских органов. Их преимущество в том, что их можно вырастить из клеток самого пациента, и они не будут вызывать отторжения.

Потребности медицины в таком материале практически неограниченны. Только 10–20 процентов людей вылечиваются благодаря удачной пересадке органа. 70–80 процентов пациентов погибают без лечения на листе ожидания операции.

Таким образом, стволовые клетки в каком-то смысле действительно могут стать «запчастями» для нашего организма. Но для этого вовсе не обязательно выращивать искусственные эмбрионы – стволовые клетки содержатся в организме любого взрослого человека.

Можно надеяться, что теперь для получения плюрипотентных клеток не придется использовать человеческие эмбрионы, что снимает многие этические проблемы, связанные с практическим применением эмбриональных стволовых клеток.

Cледующие 20 лет биология будет pаcшифpовывать, как план cтpоения оpганизма упаковываетcя в одну клетку. Cейчаc мы делаем пеpвые шаги, чтобы пеpеоcмыcлить наши биологичеcкие возможноcти и pезеpвы.

Уже cегодня cтволовые клетки уcпешно иcпользуютcя пpи лечении тяжелых наcледcтвенных и пpиобpетенных заболеваний, болезней cеpдца, эндокpинной cиcтемы, невpологичеcких заболеваний, болезнях печени, желудочно-кишечного тpакта и легких, заболеваний мочеполовой и опоpно-двигательной cиcтем, заболеваний кожи.

Список источников1. Корочкин Л.И. Биология индивидуального развития: Учебн. Пособие – М., 2002. – 375 с.

2. Репин В.С. Эмбриональные стволовые клетки: фундаментальная биология и медицина / В.С. Репин, А.А. Ржанинова, Д.А. Шаменков. – М., 2002. – 247 с.

3. Репин В.С. Медицинская клеточная биология / В.С. Репин, Г.Т. Сухих – М., 1998. – 280 с.

4. Глик Б. Молекулярная биотехнология/ Б. Глик, Дж. Пастернак – М., 2001. – 255 с.

5. Белоконева О.В. Праматерь всех клеток // Наука и жизнь. – 2001. – №10. – с. 6–7

6. Гриневич В.Н. Нервные клетки восстанавливаются // Наука и жизнь. – 2004. – №4. – с. 22–25




Похожие работы:

«Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение "Кадетская школа № 82 имени Героя Советского Союза Ильдара Маннанова" ОГРН 1021602022474 423832, Республика Татарстан, г. Набережные Челны, проспект Чулман д. 38 (40/14) Телефон: (8552) 58-96-76, факс: 58-59-36 E-mail: licey82_chelny@mail.ruДлт бюджет гомуми белем бир у...»

«КОНСПЕКТ УРОКА ПО БИОЛОГИИ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 6 КЛАССА Тема урока: Плод. Разнообразие и значение плодов. Цель урока: создать благоприятную психологическую среду для формирования у обучающихся понятия о строении, многообразии и значении плодов, усвоения знаний о плоде, как о генеративном органе растений.Задачи...»

«Муниципальное образовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 14 УРОК по биологии Обобщение знаний по теме "Классификация растений". для учащихся 6 класса по программе В.В. Пасечника. Учебник: В.В. Пасечник. Биология. Бакт...»

«О внесении изменений в распоряжения Министерства экологии и природопользования Московской области об утверждении результатов государственной кадастровой оценки земельВ целях устранения технических ошибок, в соответствии с Положением о Министерстве экологии и природопользования Московской области, утвержденным...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по БИОЛОГИИ. ЖИВОТНЫЕ 7 класс Пояснительная записка Рабочая программа составлена с учётом Федерального Государственного стандарта, примерной программы основного общего образования по биологии и Программы основного общег...»

«Мазеин Кирилл Яковлевич (1916–1989) Родился в деревне Осинка Юрлинского района. В 9 лет пошёл в Юмскую четырёхклассную школу. В 1929 году поступает в Юрлинскую ШКМ (школа крестьянской молодёжи). В 1932 закончив ШКМ, поступает в педтехникум г. Кудымкара. После окончания в 1935 го...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (НГУ)" Факультет Естественных НаукУТВЕРЖДАЮ _ 20 г. Рабочая программа дисциплины (модуля) Эволюционная биология I: теория молекулярной эволюции Направление подготовки 020201.65 биология Квалификация (степень) вып...»

«Конспект урока Предмет: биология Тип урока: комбинированный, урокповторение Тема урока: "Паразиты внутри нас". Продолжительность: 1 урок по 45 минут. Класс: 10 11. Технологии: технология критического мышления, технология обучения в сотрудничестве. По учебной программе тема урока "Паразитические черви" подробно...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ ГОРОДА ВЛАДИВОСТОКА Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа № 62 г. Владивостока" Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа № 62 г. Владивостока"Рассмотрено на заседании ШМО Руководи...»







 
2017 www.docx.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - интернет материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.