Forscher berichten sie menschlichen Motoneuronen aus Stammzellen viel schneller und effizienter als bisherige Verfahren erlaubt zu generieren. Die Feststellung , in Nature Communications, die Bemühungen zu unterstützen , um die menschliche Motor Neuron Entwicklung zu modellieren und zu Verletzungen des Rückenmarks und Motoneuronerkrankungen wie verstehen und zu behandeln Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) .
Die neue Methode beinhaltet das Hinzufügen kritischen Signalmoleküle , Zellen ein paar Tage früher als bisherige Verfahren angegeben Vorläufer . Dies erhöht den Anteil gesunder motorischen Neuronen aus Stammzellen (von 30 bis 70 Prozent) abgeleitet und halbiert die erforderliche Zeit, um dies zu tun.
"Wir würden argumentieren, dass alles, was im menschlichen Körper passiert, wird sehr effizient , sehr schnell sein ", sagte University of Illinois Zell- und Entwicklungsbiologie Professor Fei Wang , der die Studie mit Gastwissenschaftler Qiuhao Qu und Material- und Ingenieurwissenschaften Professor Jianjun geführt Cheng . " Bisherige Ansätze nahm 40 bis 50 Tage, und dann der Wirkungsgrad sehr gering war - . 20 bis 30 Prozent Daher ist es unwahrscheinlich, dass diese Methoden neu menschlichen Motoneuronen- Entwicklung."
Qu -Verfahren produziert einen viel größeren Population von reifen , funktionellen motorischen Neuronen in 20 Tagen.
Der neue Ansatz ermöglicht es den Wissenschaftlern , um reife menschliche Motor Neuron Entwicklung in der Zellkultur zu verbessern und die Faktoren, die diesen Prozess von entscheidender Bedeutung sind, zu identifizieren , sagte Wang .
Stammzellen sind , daß sie die Form und Funktion einer Vielzahl von Zelltypen nehmen einzigartigen . Generieren von Neuronen aus Stammzellen (entweder embryonale Stammzellen oder dieser " induzierten " zurück zu einem Embryo -ähnlichen Zustand zurückkehren ) erfordert das Hinzufügen Signalmoleküle an die Zellen in kritischen Momenten in ihrer Entwicklung.
Wang und andere Kollegen früher entdeckten ein Molekül (bezeichnet als Verbindung C) , die Stammzellen in " neurale Vorläuferzellen ", eine frühe Stufe in der Entwicklung der Zellen in Neuronen umwandelt. Aber weiter Zureden diese Zellen zu Motoneuronen präsentiert ungewöhnliche Herausforderungen geworden .
Frühere Studien mit zwei wichtigen Signalmoleküle an Tag 6 (sechs Tage langem Aussetzen an Verbindung C) , aber mit begrenztem Erfolg bei der Erzeugung Motoneuronen . In der neuen Studie entdeckten Qu , dass das Hinzufügen der Signalmoleküle an Tag 3 hat viel besser : Die neuralen Vorläuferzellen schnell und effizient in die motorischen Neuronen differenziert.
Dies zeigt, dass Day 3 eine bisher nicht erkannte neuralen Vorläuferzellstadium, sagte Wang .
Der neue Ansatz hat unmittelbare Anwendungen im Labor. Zusehen , wie Stammzellen (von ALS-Patienten " eigenen Hautzellen abgeleitet , zum Beispiel) zu entwickeln in Motoneuronen werden neue Einblicke in Krankheitsprozesse anbieten , und jede Methode, die die Geschwindigkeit und Effizienz der Erzeugung der Motorneuronen wird Wissenschaftlern helfen verbessert . Die Zellen können auch verwendet werden, um Medikamente zur Motorneuronenkrankheitenzu behandeln, zu screenen , und eines Tages therapeutisch verwendet werden, um verlorene Funktion wiederherzustellen.
"Um eine schnelle und effiziente Möglichkeit, Motorneuronen erzeugen, wird zweifellos von entscheidender Bedeutung für das Studium sein müssen - und gegebenenfalls auch die Behandlung - Rückenmarksverletzungen und Krankheiten wie ALS, " Wang sagte .