Kmeňové bunky môžu smrek jeleňa parohu

V rastúcej kosti bola zistená prítomnosť medzier kmeňových buniek

Bunky značené povrchovým markerom STRO-1 v parohovej kosti © HJ Rolf
čítať nahlas

Vymeňte úplne stratené časti tela? Táto schopnosť má veľmi málo vyšších organizmov. Cicavce nie sú medzi nimi. Výnimka: regenerácia jeleního parohu. Ako presne však táto obnova funguje? Vedci na túto otázku reagovali v poslednom čísle online denníka Verejná knižnica vedy (PLoS) ONE.

Potom sa predpokladá, že rast primárnych kiahní parohov, ako je napríklad proces ročnej regenerácie kiahní parohov, je založený na periodickej aktivácii kmeňových buniek alebo prekurzorových buniek.

Pochopenie mechanizmov, ktoré spôsobujú a regulujú tento jedinečný regeneračný proces, by mohlo významne prispieť k rýchlo rastúcej výskumnej oblasti regeneratívnej medicíny. Hans Joachim Rolf z University Medical Center Göttingen spolu s kolegami z University of Hildesheim v PLoS ONE.

Rosenstock pred očami vedcov

Každoročné obnovenie štruktúr antlerových kostí je jediný známy príklad v živočíšnej ríši, kde môže dospelý cicavec v relatívne krátkom časovom úseku úplne obnoviť časť tela. Z tohto dôvodu je kost proti parohu veľmi zaujímavým predmetom štúdie pre vedcov, ktorí sa zaoberajú otázkami regenerácie tkanív a častí tela.

V tejto súvislosti sa už nejaký čas diskutuje o zahrnutí takzvaných progenitorových buniek, ktoré sa majú vytvoriť napríklad „preprogramovaním“ už diferencovaných buniek telového tkaniva alebo možnou aktiváciou „pokojových“ kmeňových buniek v tkanive. zobraziť

Parohy jeleňov sedia na kostnatých kmeňoch, ktoré sa nazývajú Rosenstock. V ročnom cykle padajú parohy z predchádzajúceho roku z čela zvieraťa. V hornej časti chrbtice zostávajú otvorené rany pozadu.

Regenerácia pri pozoruhodnej rýchlosti

Hojenie rán a vytváranie sprievodných „tkanivových pukov“, z ktorých sa vynárajú nové parohové kosti, sa odohrávajú pozoruhodnou rýchlosťou. Väčšie druhy, ako napríklad jeleň - Cervus elaphus - produkujú nové kostné tkanivo s rýchlosťou rastu približne jeden centimeter za deň.

V druhej polovici dvadsiateho storočia biológovia a antikorciáni uznali, že objav mechanizmov zodpovedných za ročnú generáciu parohov môže byť cenným prínosom pre oblasť regeneračného výskumu. Výskum regenerácie kostnej hmoty parohu môže pomôcť pri odpovedi na otázku: Prečo je nemožné, aby cicavce nahradili stratené končatiny? Až donedávna bola predložená hypotéza, že generácia parohov by sa mala považovať za tzv. Proces založený na kmeňových bunkách.

AmmStammzell-Niche v ružovom kríku

V rámci svojich výskumných projektov na jelení parožce teraz tím spoločnosti G ttinger okolo biológa Rolfa zistil kmeňové bunky alebo prekurzorové bunky v ružovej kríži a v tkanive primárnej a regenerujúcej sa parohovej kosti v dani (Cervus dama). Po prvýkrát boli schopní predložiť spoľahlivé zistenia, ktoré naznačujú existenciu tzv. „Výklenkov kmeňových buniek“ v ružovom kríku a v rastúcej parohovej kosti jeleňov.

Vo svojej štúdii vedci z G ttingenu v parohovej kosti špecificky hľadali bunky, ktoré môžu byť označené kmeňovými bunkami / prekurzorovými bunkami známymi povrchovými markermi. Takéto bunky sa spočiatku lokalizovali v kostnom tkanive, potom sa izolovali modernými metódami a potom sa množili za rôznych laboratórnych podmienok. Rastové a diferenciačné vlastnosti týchto bunkových kultúr sa potom dôkladne skúmali.

Viacipotentné prekurzorové bunky

Podľa vedcov je jedným z najdôležitejších výsledkov štúdie detekcia buniek STRO-1 + v rôznych oblastiach kostného tkaniva v ružovom kríku, primárny a regeneračný paroh jeleňa. Bunky, ktoré sa dajú označiť povrchovým markerom STRO-1, sa podľa súčasného stavu vedomostí považujú za tzv. Prekurzorové bunky ipmultipotentných buniek, z ktorých je možné vytvoriť širokú škálu typov buniek.

Experimenty opísané Rolfom a jeho kolegami podporujú hypotézu, že ročná generácia parohov ako celok musí byť procesom regenerácie založenej na kmeňových bunkách. Zdá sa, že príčina špeciálnych schopností kostného tkaniva parohov spočíva v mimoriadne komplikovanej interakcii rôznych typov buniek. Kmeňové bunky / prekurzorové bunky sú samozrejme zapojené do tvorby kráv.

Proliferácia kmeňových buniek ako počiatočný signál

Prezentované výsledky okrem toho potvrdzujú predpoklad, že ročná regenerácia parohovej kosti sa začína zvyšovaním kmeňových buniek / prekurzorových buniek a tieto sa nachádzajú na základni parohu v perioste ružového kríka. Posledné vedecké štúdie ukázali, že populácie kmeňových buniek v tele existujú v tzv. „Výklenkoch“, čo sú špecifické oblasti v telesných tkanivách, ktoré sa aktivujú v prípade potreby na nevyhnutnú regeneráciu tkanív môže byť.

Vedci G ttinger preto predpokladajú, že aj v jelene je v perioste chrbtice prítomná „medzera na kmeňové bunky“ a že ročná regenerácia parohov z periodickej aktivácie týchto kmeňových buniek / Vorl Závisia bunky C od pobrežia.

(idw - University Medical Center G ttingen, 02.05.2008 - DLO)