成熟細胞をフリーラジカルに結合した幹細胞に再プログラミングする

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ビデオ: 【作り方】⑥自動動作の条件部分を作ります。サイクル停止についても解説しています。 2022, 12月
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顕微鏡下でのIPSCコロニー

アメリカの科学者たちは、成熟した体細胞を人工多能性幹細胞(iPSC)に再プログラミングする重要な要因の1つを発見しました。それは、細胞の形質転換のさまざまな段階での活性酸素種(ROS、ROS)の最適なバランスであることが判明しました。研究の結果は、ジャーナルCellReportsに掲載されています。

体細胞が再プログラムされると、代謝は酸化的リン酸化から解糖に切り替わります。 IPSCはミトコンドリアが少なく、ATPの合成が少なく、低酸素レベルで繁殖します。したがって、それらはより少ないROSを合成します(組織呼吸中に形成される反応性の高いフリーラジカル分子は、DNAおよび他の高分子に損傷を与える効果がありますが、同時に、細胞内のいくつかのシグナル伝達経路のメディエーターです)。また、iPSCはROS誘導アポトーシス(自然死)に対してより敏感です。

ヒューストンのメソジスト研究所の研究者は、マウス胚の線維芽細胞からiPSCを取得し、それらのROS代謝を分析しました。普遍的な転写因子NF-κBの影響下にある細胞の再プログラミングの初期段階(2日目)で、Noxファミリーの酵素(ニコチンデニンジヌクレオチドリン酸オキシダーゼ、NADPオキシダーゼ)の発現が判明しました。 ROSの形成に責任があり、数十倍に増加します。したがって、この時点でのROSレベルも大幅に増加しました。

iPSCの成熟中(6日目まで)、NoxとROSのレベルは徐々に通常のレベルに戻ります。同時に、フリーラジカルを中和する抗酸化遺伝子スーパーオキシドジスムターゼ(SOD1 / 2)とグルタチオンペルオキシダーゼ(Gpx)の発現が増加します。その結果、成熟したiPSCでは、ROSレベルは最初の線維芽細胞と比較して半分になります。

研究者らは、薬理学的および遺伝的方法を使用して、再プログラムされた細胞のROSのレベルを増減させる一連の実験を実施しました。 ROS濃度の増加と減少の両方が、培養中のiPSCの量の有意な(最大50パーセント)減少につながることが判明しました。したがって、細胞の形質転換中にROSとそのダイナミクスの最適なバランスを維持することは、iPSCを取得する上で重要な役割を果たします。

人工多能性幹細胞は、胚性幹細胞と同様にさまざまな種類の体細胞に発達する可能性があるため、さまざまな種類の細胞治療の開発に不可欠です。ジョン・ガードンと山中伸弥は、その生産技術の創造により、2012年にノーベル賞を受賞しました。

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