2013 m. Liepos 23 d., Antradienis. Naujame straipsnyje, išspausdintame šią savaitę žurnale „Gamta“, Pensilvanijos universiteto (JAV) „Perelman“ medicinos mokyklos komanda įrodo, kad plaučių kraujagyslės, jungiančios kraujagysles širdis iki plaučių vystosi net ir nesant plaučiui. Pelėms, kurioms slopinamas plaučių vystymasis, vis dar yra plaučių kraujagyslės, kurios tyrėjams atskleidė, kad širdies progenitoriai arba kamieninės ląstelės yra būtinos bendrajam širdies ir plaučių vystymuisi.
Gyvenimo žemėje adaptacijos evoliucija seniai suglumino biologus, kurie žino, kad širdies ir kraujagyslių bei plaučių sistemų vystymasis yra naujausias evoliucinis prisitaikymas prie gyvenimo už vandens ribų, tai yra širdies funkcija su plaučių mainų funkcija - vienas iš naujausių žinduoliuose išsivysčiusių organų ir neabejotinai svarbiausias sausumos gyvenimui.
Koordinuotas šių dviejų sistemų ląstelių brendimas iliustruojamas embriono vystymosi metu, kai plaučių primityvios pirmtakės ląstelės išsikiša į primityvias širdies pirmtakų ląsteles, kai abu organai vystosi lygiagrečiai ir sudaro širdies ir plaučių apytaką. Tačiau mažai žinoma apie molekulinius signalus, kuriais vadovaujamasi tuo pačiu vystymuisi, ir apie tai, kaip abiejų organų bendroji progenitorinė ląstelė gali paveikti susijusių ligų, pavyzdžiui, plaučių hipertenzijos, patologiją.
Penno komanda, vadovaujama Edvardo E. Morrisey, medicinos ir ląstelinės bei raidos biologijos profesoriaus ir Penno regeneracinės medicinos instituto mokslinio direktoriaus, nustatė daugiapotencinių kardio-plaučių mezodermos protėvių ląstelių populiaciją, kurią jie vadino CPP, kurią galima atskirti nuo daugelio. kitos ankstyvosios embriono ląstelės, ištyrus gerai ištirtą signalinę molekulę Wnt2.
"Mums įdomu, ar šios progenitorinės ląstelės gali generuoti širdį ir plaučius, - sako Morrisey. - Mūsų duomenys rodo, kad prieš plaučių vystymąsi yra teigiamos Wnt2 ląstelės ir jos padeda koordinuoti bendrą plaučių ir širdies vystymąsi kuriant ląsteles. abu audiniai “.
Klausimas, kaip vystosi plaučiai ir prisijungia prie širdies ir kraujagyslių sistemos, „Morrisey“ laboratorijos komandą intrigavo daugelį metų. "Visiems, tyrusiems daugumos sausumos gyvūnų anatomiją, yra visiškai akivaizdu, kad širdis ir plaučiai yra glaudžiai susiję. Tai atsispindi net klinikinėje medicinoje, kur daugelyje vietų, įskaitant Perelmano medicinos mokyklą, kurios širdies ir kraujagyslių medicinos skyrius kadaise buvo žinomas kaip širdies ir plaučių medicinos skyrius “, - sako Morrisey.
„Morrisey“ laboratorija savo tyrimus pradėjo uždavusi keletą paprastų klausimų: kaip vystosi plaučiai ir širdis ir kokie yra kritiniai signalai, kurie reguliuoja šį procesą? Proveržis šiame darbe įvyko, kai komanda apibūdino Wnt2 geno raiškos modelį.
„Wnt2 yra išreikštas unikalioje vietoje ankstyvajame embrione, tiksliai nuo širdies pradžios iki žarnos vamzdelio, iš kur atsiras plaučiai“, - teigė šis mokslininkas. Tai leido autoriams sukurti pavyzdinę sistemą pelėms, kurių širdies ir plaučių anatomija yra labai panaši į žmonių, ir ištirti, ar Wnt2 teigiamos ląstelės galėtų koordinuoti bendrą širdies ir plaučių vystymąsi.
Stebėdami šią ląstelių liniją, jie parodė, kad Wnt2 ląstelės generuoja atskirus klonus, kurie savo ruožtu generuoja ir širdies, ir plaučių audinius, įskaitant kardiomiocitus ir kraujagyslių ląsteles, tokias kaip lygiųjų kraujagyslių raumenys. Taigi jie atrado, kad CPP yra pajėgi generuoti didžiąją dalį ankstyvųjų embrioninių ląstelių širdyje ir plaučiuose. Šie tyrimai taip pat parodė, kad skirtingos plaučių ląstelių linijos yra susijusios, pavyzdžiui, kad kraujagyslių lygieji raumenys ir kvėpavimo takai turi bendrą progenitorinę ląstelę plaučiuose.
CPP vystymąsi reguliuoja kito gerai žinomo baltymo, vadinamo „ežiuku“, ekspresija, reikalinga norint tinkamai prijungti plaučių kraujagysles prie širdies. Šie tyrimai rodo, kad 'ežiukas', kurį taip pat ekspresuoja ankstyvosios plaučių progenitorinės ląstelės, padeda skatinti CPP diferencijuoti į plaučių kraujagyslių lygiųjų raumenų komponentą.
Šie radiniai identifikuoja naują galingų kelių širdies ir plaučių palikuonių, kurie koordinuoja širdies ir plaučių vystymąsi, populiaciją, reikalingą prisitaikymui prie žemės paviršiaus. Be to, jie taip pat turi reikšmės ligoms, turinčioms įtakos abiem organams, pavyzdžiui, plautinei hipertenzijai, nes nėra aišku, ar plautinė hipertenzija pirmiausia yra plaučių liga, ar taip pat yra būdingų širdies ar širdies ir kraujagyslių sistemos defektų.
Identifikavus CPP, galima būtų gauti svarbių duomenų apie plautinę hipertenziją ir kitas ligas nustatant bendrą abiejų organų pirmtakę. Būsimuose tyrimuose daugiausia dėmesio bus skiriama CPP egzistavimui suaugusiųjų širdies ir plaučių sistemoje ir ar jie vaidina svarbų vaidmenį reaguojant plaučiams ir širdžiai į sužeidimą ar ligą.
Šaltinis:
Žymės:
Mityba Ir-Mityba Sveikata Cut-Ir-Vaikas
Gyvenimo žemėje adaptacijos evoliucija seniai suglumino biologus, kurie žino, kad širdies ir kraujagyslių bei plaučių sistemų vystymasis yra naujausias evoliucinis prisitaikymas prie gyvenimo už vandens ribų, tai yra širdies funkcija su plaučių mainų funkcija - vienas iš naujausių žinduoliuose išsivysčiusių organų ir neabejotinai svarbiausias sausumos gyvenimui.
Koordinuotas šių dviejų sistemų ląstelių brendimas iliustruojamas embriono vystymosi metu, kai plaučių primityvios pirmtakės ląstelės išsikiša į primityvias širdies pirmtakų ląsteles, kai abu organai vystosi lygiagrečiai ir sudaro širdies ir plaučių apytaką. Tačiau mažai žinoma apie molekulinius signalus, kuriais vadovaujamasi tuo pačiu vystymuisi, ir apie tai, kaip abiejų organų bendroji progenitorinė ląstelė gali paveikti susijusių ligų, pavyzdžiui, plaučių hipertenzijos, patologiją.
Penno komanda, vadovaujama Edvardo E. Morrisey, medicinos ir ląstelinės bei raidos biologijos profesoriaus ir Penno regeneracinės medicinos instituto mokslinio direktoriaus, nustatė daugiapotencinių kardio-plaučių mezodermos protėvių ląstelių populiaciją, kurią jie vadino CPP, kurią galima atskirti nuo daugelio. kitos ankstyvosios embriono ląstelės, ištyrus gerai ištirtą signalinę molekulę Wnt2.
"Mums įdomu, ar šios progenitorinės ląstelės gali generuoti širdį ir plaučius, - sako Morrisey. - Mūsų duomenys rodo, kad prieš plaučių vystymąsi yra teigiamos Wnt2 ląstelės ir jos padeda koordinuoti bendrą plaučių ir širdies vystymąsi kuriant ląsteles. abu audiniai “.
Klausimas, kaip vystosi plaučiai ir prisijungia prie širdies ir kraujagyslių sistemos, „Morrisey“ laboratorijos komandą intrigavo daugelį metų. "Visiems, tyrusiems daugumos sausumos gyvūnų anatomiją, yra visiškai akivaizdu, kad širdis ir plaučiai yra glaudžiai susiję. Tai atsispindi net klinikinėje medicinoje, kur daugelyje vietų, įskaitant Perelmano medicinos mokyklą, kurios širdies ir kraujagyslių medicinos skyrius kadaise buvo žinomas kaip širdies ir plaučių medicinos skyrius “, - sako Morrisey.
„Morrisey“ laboratorija savo tyrimus pradėjo uždavusi keletą paprastų klausimų: kaip vystosi plaučiai ir širdis ir kokie yra kritiniai signalai, kurie reguliuoja šį procesą? Proveržis šiame darbe įvyko, kai komanda apibūdino Wnt2 geno raiškos modelį.
„Wnt2 yra išreikštas unikalioje vietoje ankstyvajame embrione, tiksliai nuo širdies pradžios iki žarnos vamzdelio, iš kur atsiras plaučiai“, - teigė šis mokslininkas. Tai leido autoriams sukurti pavyzdinę sistemą pelėms, kurių širdies ir plaučių anatomija yra labai panaši į žmonių, ir ištirti, ar Wnt2 teigiamos ląstelės galėtų koordinuoti bendrą širdies ir plaučių vystymąsi.
Stebėdami šią ląstelių liniją, jie parodė, kad Wnt2 ląstelės generuoja atskirus klonus, kurie savo ruožtu generuoja ir širdies, ir plaučių audinius, įskaitant kardiomiocitus ir kraujagyslių ląsteles, tokias kaip lygiųjų kraujagyslių raumenys. Taigi jie atrado, kad CPP yra pajėgi generuoti didžiąją dalį ankstyvųjų embrioninių ląstelių širdyje ir plaučiuose. Šie tyrimai taip pat parodė, kad skirtingos plaučių ląstelių linijos yra susijusios, pavyzdžiui, kad kraujagyslių lygieji raumenys ir kvėpavimo takai turi bendrą progenitorinę ląstelę plaučiuose.
CPP vystymąsi reguliuoja kito gerai žinomo baltymo, vadinamo „ežiuku“, ekspresija, reikalinga norint tinkamai prijungti plaučių kraujagysles prie širdies. Šie tyrimai rodo, kad 'ežiukas', kurį taip pat ekspresuoja ankstyvosios plaučių progenitorinės ląstelės, padeda skatinti CPP diferencijuoti į plaučių kraujagyslių lygiųjų raumenų komponentą.
Šie radiniai identifikuoja naują galingų kelių širdies ir plaučių palikuonių, kurie koordinuoja širdies ir plaučių vystymąsi, populiaciją, reikalingą prisitaikymui prie žemės paviršiaus. Be to, jie taip pat turi reikšmės ligoms, turinčioms įtakos abiem organams, pavyzdžiui, plautinei hipertenzijai, nes nėra aišku, ar plautinė hipertenzija pirmiausia yra plaučių liga, ar taip pat yra būdingų širdies ar širdies ir kraujagyslių sistemos defektų.
Identifikavus CPP, galima būtų gauti svarbių duomenų apie plautinę hipertenziją ir kitas ligas nustatant bendrą abiejų organų pirmtakę. Būsimuose tyrimuose daugiausia dėmesio bus skiriama CPP egzistavimui suaugusiųjų širdies ir plaučių sistemoje ir ar jie vaidina svarbų vaidmenį reaguojant plaučiams ir širdžiai į sužeidimą ar ligą.
Šaltinis:
