Впервые создана «дорожная карта» развития скелетных мышц человека — Naked Science
10 минут
София Жаботинская

Впервые создана «дорожная карта» развития скелетных мышц человека

4.7

Эта схема среди прочего может дать возможность с помощью генетических методов предотвращать связанные с такими клетками болезни, например мышечные дистрофии.

Стволовые клетки
Микроскопические изображения показывают экспрессию генов в мышечных стволовых клетках и клетках-предшественниках по мере их созревания с раннего развития до зрелого возраста (слева направо). В рамках этого процесса клетки переключаются с активной экспрессии одного ключевого гена (зеленый) на другой (фиолетовый); это сопровождается ростом мышечных волокон (красный) /© Broad Stem Cell Research Center

Ученые из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе создали первую «дорожную карту» развития человеческих скелетных мышц, включая формирование мышечных стволовых клеток. Благодаря новым данным, в перспективе возможно выработать более совершенные методы создания мышечных клеток из стволовых, что важно для возможностей лечения некоторых тяжелых заболеваний. Статья об этом опубликована в журнале Cell Stem Cell.

Авторы работы идентифицировали различные типы клеток, присутствующих в тканях скелетных мышц, от раннего эмбрионального развития до зрелого возраста. Сосредоточившись на мышечных клетках-предшественниках, которые способствуют образованию мышц еще до рождения, и мышечных стволовых клетках, которые ответственны за формирование мышц после рождения, а также регенерацию их после травм на протяжении всей жизни, группа смогла картировать включения и выключения генов по мере созревания клеток.

Новая «дорожная карта» важна для исследователей, которые стремятся разработать мышечные стволовые клетки в лаборатории: они нужны в регенеративной клеточной терапии для лечения разрушительных мышечных заболеваний, таких как мышечные дистрофии и саркопения, а также возрастную потерю мышечной массы и силы. Подобные состояния обусловлены неправильной работой мышечных стволовых клеток, а карта, по словам Эйприл Пайл, старшего автора статьи, идентифицирует точные генные сети.

Ученые уже могут генерировать клетки скелетных мышц из плюрипотентных стволовых клеток человека, которые способны к самообновлению и трансформации в любой другой тип. Однако до сих пор у них не было возможности определить, где именно происходят сбои в развитии этих клеток.

«Мы знали, что мышечные клетки, которые мы делали в лаборатории, были не настолько функциональными, как полностью зрелые мышечные стволовые клетки, обнаруживаемые у людей, — поясняет Хайбинь Си, первый автор новой статьи. — Таким образом, мы решили создать эту карту в качестве эталона, которую наша лаборатория и другие могут использовать для сравнения генетических сигнатур клеток, которые мы создаем, с сигнатурами реальной человеческой скелетной мышечной ткани».

Авторы собрали специфические данные о двух разных группах клеток скелетных мышц: взятых с человеческого тела начиная с пятой недели эмбрионального развития до среднего возраста и взятых из человеческих плюрипотентных стволовых клеток, которые исследователи создали в лабораториях. Затем они сравнили генетические признаки клеток из обоих источников.

Специалисты провели высокопроизводительное капельное секвенирование РНК: такая технология позволяет идентифицировать генные сети, присутствующие в одной клетке, и может обрабатывать данные по тысячам клеток одновременно. С его помощью группа определила генетические признаки различных типов клеток из тканей человека и плюрипотентных стволовых клеток.

Посредством специально созданных вычислительных алгоритмов авторы смогли выявить специфические генные сети, связанные с каждой стадией развития. Это позволило сопоставить генетические признаки, обнаруженные в плюрипотентных мышечных клетках, полученных из стволовых, с их соответствующими местоположениями на карте развития мышц человека.

Оказалось, те мышечные клетки, которые получались из плюрипотентных стволовых, вне зависимости от метода их получения, напоминали мышечные клетки-предшественники в раннем состоянии развития и не выравнивались со временем с взрослыми мышечными стволовыми клетками.

В дополнение к определению истинной зрелости лабораторно произведенных клеток этот анализ предоставил подробную информацию о других типах клеток, присутствующих в тканях скелетных мышц в процессе развития и популяциях, полученных из плюрипотентных стволовых клеток человека. Эти клетки могут играть существенную роль в созревании мышечных клеток и иметь решающее значение для улучшения методов генерирования и поддержки мышечных стволовых клеток «в пробирке».

«Мы обнаружили, что некоторые методы генерирования мышечных клеток в пробирке также дают уникальные типы клеток, которые, вероятно, поддерживают мышечные клетки, — говорит Пайл. — Итак, теперь наши вопросы таковы: что делают эти клетки? Могут ли они быть ключом к производству и поддержке зрелых и функциональных мышечных стволовых клеток в пробирке?»

Двигаясь вперед, Пайл и ее коллеги сосредоточатся на использовании этого нового ресурса для разработки более совершенных методов получения мышечных стволовых клеток из плюрипотентных стволовых клеток человека в лаборатории. Она надеется, что, концентрируясь на сетях экспрессии генов, связанных со стволовыми клетками, и на идентифицированных ими поддерживающих типах клеток, можно продуцировать мощные мышечные стволовые клетки, которые будут полезны для будущей регенеративной терапии.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:47
4 минуты
Сергей Васильев

Потеряв в схватке с крупным хищником почти всю заднюю часть тела и глаз, трилобиту удалось выжить и даже частично восстановиться.

Вчера, 14:11
5 минут
Илья Ведмеденко

По информации СМИ, модуль «Наука» столкнулся с техническими проблемами. Они могут существенно осложнить стыковку с Международной космической станцией.

Вчера, 10:50
5 минут
Сергей Васильев

Уникальный пример межвидовой конкуренции человекообразных, окончившейся гибелью более крупного животного, наблюдали в национальном парке на западе Африки.

Позавчера, 10:05
22 минуты
Александр Березин

Существующие континенты движутся к слиянию в один — это лишь вопрос времени, считают большинство исследователей. Группа ученых решила выяснить, что будет с обитаемостью Земли после того, как это слияние завершится. Как оказалось, температура на планете существенно вырастет при любом исходе. Но в случае формирования одного из двух возможных суперконтинентов на суше станет намного холоднее. Если возникнет второй суперконтинент, доля обитаемой твердой поверхности, напротив, возрастет. Почему так получается и что из этого следует?

Позавчера, 10:45
4 минуты
Сергей Васильев

До сих пор было неизвестно, могут ли плоды передавать сигналы материнскому растению, но опыты, поставленные на томатах, показали, что это действительно происходит.

18 июля
5 минут
Илья Ведмеденко

Представлены первые фотографии перспективного российского боевого самолета, премьера которого состоится на грядущем авиасалоне МАКС. Ранее мы уже могли видеть новую машину, однако ее скрывал защитный чехол.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: