1393 / 4 / 10، 01:04 عصر
سلولهاي بنيادي، سلولهای سوماتیکی تمایز نیافته ای هستند که قادرند تحت شرایط خاص به یکی از انواع سلولهای بالغ و کاملا تمایز یافته تبديل شوند .
به طور كلي 4 معيار عملي براي تعريف سلول بنيادي وجود دارد:
1) سلولهاي بنيادي قادرند تحت تقسيمات كاملا يكسان كه شرط لازم براي پشتيباني و نگهداری جمعيت سلولهای بنيادي است، خودتجديدي كنند.
2) سلولهاي بنيادي دختري، حاصل از تقسيم يك سلول بنيادي واحد، توانايي متمايز شدن به انواع دودمانهای سلولهاي بالغ را دارند. به عنوان مثال: سلول بنيادي‌خونساز قادر است همه انواع سلولهاي خوني راتوليدكند . سلول بنيادي عصبي مي‌تواند سلولهاي استروسيت واليگودندريتي راتوليد كند و سلول‌بنيادي‌جنسي قادر است يك اووسيت جديد توليد كند و یا سلول بنيادي بالغ مزانشيمي مي‌تواند انواع‌سلولهاي بافت مزانشيمي از جمله فيبروبلاست، استئوسيت، كندوسيت وآديپوسيت را توليد كند .
3) معيار سوم براي تعریف يك سلول بنيادي اين است كه به طور عملي وقتي اين سلولها به يك بافت آسيب ديده پيوند زده شد، يك جمعيت سلولي ترمیمی را تشكيل دهد.بطور مثال سلولهاي بنيادي خونساز اخيرا براي ترمیم سلولهاي كبدي، در بيماران داراي ناراحتی كبدي مورد استفاده قرار گرفته است .
4 ) معياري كه كمتر در تعريف يك سلول بنيادي درنظر گرفته مي شود اين است كه سلولهاي بنيادي بايد ظرفيت تكثير در محیط برون تنی را حتي بدون وجود آسيب بافتي دارا باشند و همچنين قادر به شركت در تمايز بافتي باشد.
تذكر: معيار سوم در تعريف سلول بنيادي مهمترين عمل سلولهاي بنيادي دربافتهاي بالغ محسوب مي‌شود.
انواع سلولهاي بنيادي
سلولهاي بنيادي براساس گونه حیوانی و سن حیوانی که ازآن گرفته شده‌اند و پتانسيل تمايز به يك يا چند
دودمان سلولي بالغ و همچنين جداشدن در مرحله قبل و يا بعد ازتولد به چندين گروه تقسيم ميشوند كه به طور مختصر به آن اشاره شده‌است:
سلولهاي بنيادي جنينی
براي اولين بار در حدود 30 سال پيش سلولهاي بنيادي جنيني موشي، در محيط آزمايشگاه از بلاستوسیست در حال‌رشد ، از توده سلولي داخلي توسط دو دانشمند به نامهای مارتین و ایوانس در سال 1981 و کافمن نیز در همان سال جداشد. سلولهاي بنيادي جنيني به طوراختصاصي هرسه لايه جنيني رادر محيط آزمايشگاه ايجاد كرده و قادر هستند در محيط كشت به صورت تمايز نيافته تكثير شده و تحت تقسيات متقارن سلولي يك جميت سلولي هموژن (خالص) را ايجاد كرده و همچنان خصوصيات ژنتيكي خود را حتي بعد از كشت‌هاي طولاني مدت در محيط آزمايشگاهي حفظ كنند. سلولهاي بنيادي جنيني خود براساس خاصيت پتانسيل تمايزي و سن موجود یا حیوان مورد نظر در زمان جداسازی، به چند گروه تقسيم ميشوند:
1)سلولهاي بنيادي جنيني جداشده از جنين اوليه در مرحله مورولا، 4-2روزهاي اوليه گاسترولاسيون توتی پوتنت بوده و قادر به تشكيل هر نوع سلول يا اندام خارج جنيني مثل جفت و حتی جنين كامل مي‌باشند.
2) سلولهاي بنيادي جنيني گرفته شده از جنين مسن تر، در مرحله بلاستوسيست (روز 7ـ5 گاسترولاسيون در انسان) سلولهاي پبوری پوتنت بوده وداراي پتانسيل تمايز به بافتهاي مختلف بدن بوده ولي قادر به‌ايجاد جفت نبوده وهمچنين نمي‌توانند يك فتوس کامل را ايجاد نمايند.
3) سلولهاي بنيادي مسن‌تر از مرحله قبل مولتی پوتنت بوده كه قادر به ايجاد انواع سلولهاي بافتي مي‌باشند.
اولين رده سلولي پرتوان پلوری پوتنت، رده سلولي كارسينوماي جنيني موش بوده كه از يك ساختار غير تمايزي توموري سلولهاي زاياي جنيني موش جداشد و در محيط آزمايشگاه تكثير شده و هر سه لايه جنيني راايجاد كرد.
سلولهاي بنيادي بندناف
سلولهاي بنيادي بندناف بلافاصله بعد ازتولد بدست مي‌آيند كه نسبت به سلولهاي بنيادي مغزاستخوان بالغين و بچه‌ها نابالغ‌تر و نسبت به سلولهاي بنيادي جنيني مسن‌تر يا بالغ‌تر مي‌باشد .
اين سلولها داراي خاصيت چسبندگي بالايي هستند و مولتی پوتنت بوده و به آهستگي در محيط كشت ثابت ميشوند. اين سلولها حاوي آنتي‌ژنهاي مخصوص سلولهاي بنيادي از جمله CD44+,CD29+,CD13+ بوده ولی آنتي‌ژنهاي سلولهاي خون ساز را بيان نمي‌كنند و داراي سطح پاييني از بيان آنتي‌ژنهاي سلولهای استخواني بوده و در مقايسه با سلولهاي بنيادي مغز استخوان فاقد بيان آنتي‌ژنهاي عصبي مي‌باشند . اين سلولها اخيرا به‌عنوان يك منبع سلولي منحصر به فرد براي ترميم و تيمار لوسمي و بقيه بيماري‌هاي خوني شناخته شده و با وجوديكه حاوي سلولهاي ايمني میباشد ولی تشكيل يك واكنش قوي در مقابل سلولهاي ميزبان نمي‌كند.
سلولهاي بنيادي بالغ
عبارت سلولهاي بنيادي بالغ، عبارتيست ناملموس زيرا همانطور كه قبلا گفته شد اين سلولها در نطفه رحمي و بندناف و جفت نيز وجود دارند . سلولهاي بنيادي بالغ، سلولهاي سوماتيكي هستند كه از قسمتهاي مختلف بدن جدا شده و بسته به محلي كه اين سلولها در آن ساكن هستند، داراي خصوصيات متفاوتي مي‌باشند. اين سلولها در خون، مغزاستخوان، ماهيچه اسكلتي، شبكيه و قرنيه چشم، پالپ دندان و در مغز و طناب عصبي و خون سياهرگي ، كبد و پوست و روده و پانكراس وجود دارند. عمل مهم اين سلولها در بافتهاي مختلف، توليد مجدد سلولهاي اختصاصي بالغ در آن بافت است. بنابراين،این سلولها در همه اندامها و بافتها در سرتاسر زندگي يافت ميشوند و سلولهاي موجود درآن بافت رادر طول زندگی موجود زنده حفظ، نگهداري و پشتیبانی مي‌كنند. اين سلولها به طور مشخصي‌همه توان بوده و محصول حاصل‌از تقسيم آنها سلولهايي است كه تاحدودي متمايز شده و تحت عنوان سلولهاي بينابيني يا پیش ساز مي‌باشند اين سلولها به طور مكرر تقسيم شده و باافزايش تقسيمات سلولي، خاصيت همه توانی آنها كمتر شده و بيشتر به سمت سلولهاي بالغ با سرنوشت مشخص شده پيش مي‌روند.
سلولهاي بنيادي بزرگسال ويژه بافتي
گزارشات اخير اطلاعات جديد و معتبري در مورد جمعيت سلولهاي بنيادي موجود در برخي بافتهاي بالغ ويژه نشان داده بدین معنی که اینکه علاوه بر وجود سلولهاي بنيادي درمغز استخوان، منابع ديگري از سلولهاي بنيادي با پتانسيل مزانشيمي در بافتهایی ازجمله صفاق استخوانهاي ترابكولار، بافت چربی، حفره زانو، ريه ومغز دندان يافت شده كه در همه موارد این سلولها قادر به تمایز به سمت سلولهای كندروسيت، استئوسيت و آديپوسيت بوده وهمچنين قدرت شركت در ترميم ماهيچه اسكلتي در موشهای Mdx دارای آسيب بافت ماهيچه‌اي را داشته و بيان دیستروفین در ساركولماي ماهيچه ديستروفي شده را نشان دادند. سلولهاي بنيادي گرفته شده از بافت چربي نيز، پتانسيل مشابه را نشان داده است . دلیگارت و گیمبل در سال 2003 عنوان كردند كه تفاوت كمي در كینتيك رشد و و ظرفيت تمايزي سلولهاي تمايز یافته به استخوان و چربی و سلولهاي طبیعی بافت استخوان و چربي وجود دارد .
سلولهاي بنيادي مزانشيمی
سلولهاي بنيادي مزانشيمي، سلولهاي چند توان هستند كه توانایی تمایز به انواع دودمانهاي بافت همبند از جمله آديپوسيت، كندوسيت و استئوسيت را دارا می باشنداین سلولها از بافتهای مغز استخوان، چربی ، پوست و بسیاری از بافتهای دیگر جدا میشوند. اين سلولها قادرند ظرفیت تمايزشان را همچنان در محیط خارج از بدن (محيط کشت) حفظ نمايند.
وجود سلولهاي بنيادي مزانشيمي با ظرفيت تمايز به فيبروبلاستها و ديگر سلولهاي بافت همبند براي اولين بار توسط فریدنشتین در سال 1965 مطرح شد. او عنوان كرد كه مغز استخوان شامل سلولهاي پيچيده‌اي با مورفولوژي فيبروبلاستي شكل است كه به صورت کلني رشد كرده و توانايي تمايز به سلولهاي استخواني و غضروفي را داراست. اوهمچنين عنوان كرد كه اين سلولها در محيط كشت 30ـ20 مرحله duble شده و همچنان پتانسيل تمايز خود را حفظ مي‌كنند. پیتنجر در سال عنوان كرد كه سلولهاي بنیادی مزانشیمی تنها 001/0-01/. از كل سلولهاي هسته‌دار مغزاستخوان را تشكيل مي‌دهد ، در استروماي مغز استخوان اين سلولها و پيش‌سازهايشان در مراحل مختلف تمايز از جمله سلولهای فيبروبلاست، آديپوسيت و سلولهاي استئوژنيك مي‌باشد. قدرت تكثير اين سلولها با بالارفتن تعدادپاساژ در محیط کشت كاهش مي‌يابد .
منبع: stemcell.ir
به طور كلي 4 معيار عملي براي تعريف سلول بنيادي وجود دارد:
1) سلولهاي بنيادي قادرند تحت تقسيمات كاملا يكسان كه شرط لازم براي پشتيباني و نگهداری جمعيت سلولهای بنيادي است، خودتجديدي كنند.
2) سلولهاي بنيادي دختري، حاصل از تقسيم يك سلول بنيادي واحد، توانايي متمايز شدن به انواع دودمانهای سلولهاي بالغ را دارند. به عنوان مثال: سلول بنيادي‌خونساز قادر است همه انواع سلولهاي خوني راتوليدكند . سلول بنيادي عصبي مي‌تواند سلولهاي استروسيت واليگودندريتي راتوليد كند و سلول‌بنيادي‌جنسي قادر است يك اووسيت جديد توليد كند و یا سلول بنيادي بالغ مزانشيمي مي‌تواند انواع‌سلولهاي بافت مزانشيمي از جمله فيبروبلاست، استئوسيت، كندوسيت وآديپوسيت را توليد كند .
3) معيار سوم براي تعریف يك سلول بنيادي اين است كه به طور عملي وقتي اين سلولها به يك بافت آسيب ديده پيوند زده شد، يك جمعيت سلولي ترمیمی را تشكيل دهد.بطور مثال سلولهاي بنيادي خونساز اخيرا براي ترمیم سلولهاي كبدي، در بيماران داراي ناراحتی كبدي مورد استفاده قرار گرفته است .
4 ) معياري كه كمتر در تعريف يك سلول بنيادي درنظر گرفته مي شود اين است كه سلولهاي بنيادي بايد ظرفيت تكثير در محیط برون تنی را حتي بدون وجود آسيب بافتي دارا باشند و همچنين قادر به شركت در تمايز بافتي باشد.
تذكر: معيار سوم در تعريف سلول بنيادي مهمترين عمل سلولهاي بنيادي دربافتهاي بالغ محسوب مي‌شود.
انواع سلولهاي بنيادي
سلولهاي بنيادي براساس گونه حیوانی و سن حیوانی که ازآن گرفته شده‌اند و پتانسيل تمايز به يك يا چند
دودمان سلولي بالغ و همچنين جداشدن در مرحله قبل و يا بعد ازتولد به چندين گروه تقسيم ميشوند كه به طور مختصر به آن اشاره شده‌است:
سلولهاي بنيادي جنينی
براي اولين بار در حدود 30 سال پيش سلولهاي بنيادي جنيني موشي، در محيط آزمايشگاه از بلاستوسیست در حال‌رشد ، از توده سلولي داخلي توسط دو دانشمند به نامهای مارتین و ایوانس در سال 1981 و کافمن نیز در همان سال جداشد. سلولهاي بنيادي جنيني به طوراختصاصي هرسه لايه جنيني رادر محيط آزمايشگاه ايجاد كرده و قادر هستند در محيط كشت به صورت تمايز نيافته تكثير شده و تحت تقسيات متقارن سلولي يك جميت سلولي هموژن (خالص) را ايجاد كرده و همچنان خصوصيات ژنتيكي خود را حتي بعد از كشت‌هاي طولاني مدت در محيط آزمايشگاهي حفظ كنند. سلولهاي بنيادي جنيني خود براساس خاصيت پتانسيل تمايزي و سن موجود یا حیوان مورد نظر در زمان جداسازی، به چند گروه تقسيم ميشوند:
1)سلولهاي بنيادي جنيني جداشده از جنين اوليه در مرحله مورولا، 4-2روزهاي اوليه گاسترولاسيون توتی پوتنت بوده و قادر به تشكيل هر نوع سلول يا اندام خارج جنيني مثل جفت و حتی جنين كامل مي‌باشند.
2) سلولهاي بنيادي جنيني گرفته شده از جنين مسن تر، در مرحله بلاستوسيست (روز 7ـ5 گاسترولاسيون در انسان) سلولهاي پبوری پوتنت بوده وداراي پتانسيل تمايز به بافتهاي مختلف بدن بوده ولي قادر به‌ايجاد جفت نبوده وهمچنين نمي‌توانند يك فتوس کامل را ايجاد نمايند.
3) سلولهاي بنيادي مسن‌تر از مرحله قبل مولتی پوتنت بوده كه قادر به ايجاد انواع سلولهاي بافتي مي‌باشند.
اولين رده سلولي پرتوان پلوری پوتنت، رده سلولي كارسينوماي جنيني موش بوده كه از يك ساختار غير تمايزي توموري سلولهاي زاياي جنيني موش جداشد و در محيط آزمايشگاه تكثير شده و هر سه لايه جنيني راايجاد كرد.
سلولهاي بنيادي بندناف
سلولهاي بنيادي بندناف بلافاصله بعد ازتولد بدست مي‌آيند كه نسبت به سلولهاي بنيادي مغزاستخوان بالغين و بچه‌ها نابالغ‌تر و نسبت به سلولهاي بنيادي جنيني مسن‌تر يا بالغ‌تر مي‌باشد .
اين سلولها داراي خاصيت چسبندگي بالايي هستند و مولتی پوتنت بوده و به آهستگي در محيط كشت ثابت ميشوند. اين سلولها حاوي آنتي‌ژنهاي مخصوص سلولهاي بنيادي از جمله CD44+,CD29+,CD13+ بوده ولی آنتي‌ژنهاي سلولهاي خون ساز را بيان نمي‌كنند و داراي سطح پاييني از بيان آنتي‌ژنهاي سلولهای استخواني بوده و در مقايسه با سلولهاي بنيادي مغز استخوان فاقد بيان آنتي‌ژنهاي عصبي مي‌باشند . اين سلولها اخيرا به‌عنوان يك منبع سلولي منحصر به فرد براي ترميم و تيمار لوسمي و بقيه بيماري‌هاي خوني شناخته شده و با وجوديكه حاوي سلولهاي ايمني میباشد ولی تشكيل يك واكنش قوي در مقابل سلولهاي ميزبان نمي‌كند.
سلولهاي بنيادي بالغ
عبارت سلولهاي بنيادي بالغ، عبارتيست ناملموس زيرا همانطور كه قبلا گفته شد اين سلولها در نطفه رحمي و بندناف و جفت نيز وجود دارند . سلولهاي بنيادي بالغ، سلولهاي سوماتيكي هستند كه از قسمتهاي مختلف بدن جدا شده و بسته به محلي كه اين سلولها در آن ساكن هستند، داراي خصوصيات متفاوتي مي‌باشند. اين سلولها در خون، مغزاستخوان، ماهيچه اسكلتي، شبكيه و قرنيه چشم، پالپ دندان و در مغز و طناب عصبي و خون سياهرگي ، كبد و پوست و روده و پانكراس وجود دارند. عمل مهم اين سلولها در بافتهاي مختلف، توليد مجدد سلولهاي اختصاصي بالغ در آن بافت است. بنابراين،این سلولها در همه اندامها و بافتها در سرتاسر زندگي يافت ميشوند و سلولهاي موجود درآن بافت رادر طول زندگی موجود زنده حفظ، نگهداري و پشتیبانی مي‌كنند. اين سلولها به طور مشخصي‌همه توان بوده و محصول حاصل‌از تقسيم آنها سلولهايي است كه تاحدودي متمايز شده و تحت عنوان سلولهاي بينابيني يا پیش ساز مي‌باشند اين سلولها به طور مكرر تقسيم شده و باافزايش تقسيمات سلولي، خاصيت همه توانی آنها كمتر شده و بيشتر به سمت سلولهاي بالغ با سرنوشت مشخص شده پيش مي‌روند.
سلولهاي بنيادي بزرگسال ويژه بافتي
گزارشات اخير اطلاعات جديد و معتبري در مورد جمعيت سلولهاي بنيادي موجود در برخي بافتهاي بالغ ويژه نشان داده بدین معنی که اینکه علاوه بر وجود سلولهاي بنيادي درمغز استخوان، منابع ديگري از سلولهاي بنيادي با پتانسيل مزانشيمي در بافتهایی ازجمله صفاق استخوانهاي ترابكولار، بافت چربی، حفره زانو، ريه ومغز دندان يافت شده كه در همه موارد این سلولها قادر به تمایز به سمت سلولهای كندروسيت، استئوسيت و آديپوسيت بوده وهمچنين قدرت شركت در ترميم ماهيچه اسكلتي در موشهای Mdx دارای آسيب بافت ماهيچه‌اي را داشته و بيان دیستروفین در ساركولماي ماهيچه ديستروفي شده را نشان دادند. سلولهاي بنيادي گرفته شده از بافت چربي نيز، پتانسيل مشابه را نشان داده است . دلیگارت و گیمبل در سال 2003 عنوان كردند كه تفاوت كمي در كینتيك رشد و و ظرفيت تمايزي سلولهاي تمايز یافته به استخوان و چربی و سلولهاي طبیعی بافت استخوان و چربي وجود دارد .
سلولهاي بنيادي مزانشيمی
سلولهاي بنيادي مزانشيمي، سلولهاي چند توان هستند كه توانایی تمایز به انواع دودمانهاي بافت همبند از جمله آديپوسيت، كندوسيت و استئوسيت را دارا می باشنداین سلولها از بافتهای مغز استخوان، چربی ، پوست و بسیاری از بافتهای دیگر جدا میشوند. اين سلولها قادرند ظرفیت تمايزشان را همچنان در محیط خارج از بدن (محيط کشت) حفظ نمايند.
وجود سلولهاي بنيادي مزانشيمي با ظرفيت تمايز به فيبروبلاستها و ديگر سلولهاي بافت همبند براي اولين بار توسط فریدنشتین در سال 1965 مطرح شد. او عنوان كرد كه مغز استخوان شامل سلولهاي پيچيده‌اي با مورفولوژي فيبروبلاستي شكل است كه به صورت کلني رشد كرده و توانايي تمايز به سلولهاي استخواني و غضروفي را داراست. اوهمچنين عنوان كرد كه اين سلولها در محيط كشت 30ـ20 مرحله duble شده و همچنان پتانسيل تمايز خود را حفظ مي‌كنند. پیتنجر در سال عنوان كرد كه سلولهاي بنیادی مزانشیمی تنها 001/0-01/. از كل سلولهاي هسته‌دار مغزاستخوان را تشكيل مي‌دهد ، در استروماي مغز استخوان اين سلولها و پيش‌سازهايشان در مراحل مختلف تمايز از جمله سلولهای فيبروبلاست، آديپوسيت و سلولهاي استئوژنيك مي‌باشد. قدرت تكثير اين سلولها با بالارفتن تعدادپاساژ در محیط کشت كاهش مي‌يابد .
منبع: stemcell.ir