ศึกษาเกี่ยวเซลล์ผิว

ตามที่ตีพิมพ์ในCell Stem Cellดร. Yossi Buganim จาก Department of Developmental Biology and Cancer Research ของ HU และทีมของเขาได้ค้นพบชุดของยีนที่สามารถเปลี่ยนเซลล์ผิวหนังของหนูให้เป็นเซลล์ทั้งสามประเภทที่ประกอบเป็นเอ็มบริโอระยะแรก: เอ็มบริโอเอง รกและเนื้อเยื่อภายนอกตัวอ่อน เช่น สายสะดือ ในอนาคต อาจเป็นไปได้ที่จะสร้างตัวอ่อนของมนุษย์ทั้งหมดจากเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ โดยไม่ต้องอาศัยสเปิร์มหรือไข่ การค้นพบนี้ยังมีความหมายมากมายสำหรับการสร้างแบบจำลองความบกพร่องของตัวอ่อนและการชี้ให้เห็นถึงความผิดปกติของรก ตลอดจนการแก้ปัญหาภาวะมีบุตรยากด้วยการสร้างตัวอ่อนของมนุษย์ในจานเลี้ยงเชื้อ ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2549 นักวิจัยชาวญี่ปุ่นได้ค้นพบความสามารถของเซลล์ผิวหนังที่จะ "ตั้งโปรแกรมใหม่" ให้เป็นเซลล์ตัวอ่อนในระยะแรกเริ่มที่สามารถสร้างทารกในครรภ์ได้ทั้งหมด โดยการแสดงยีนของตัวอ่อนส่วนกลาง 4 ตัว เซลล์ผิวหนังที่ปรับโปรแกรมใหม่เหล่านี้เรียกว่า "Induced Plutipotent Stem Cells" (iPSCs) มีความคล้ายคลึงกับเซลล์ที่พัฒนาในช่วงแรกๆ หลังจากการปฏิสนธิ และโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกันกับเซลล์ตามธรรมชาติ เซลล์เหล่านี้สามารถพัฒนาเป็นเซลล์ของทารกในครรภ์ได้ทุกชนิด แต่ไม่สามารถพัฒนาเป็นเนื้อเยื่อตัวอ่อนพิเศษได้ เช่น รก ตอนนี้ ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยฮิบรู นำโดย Dr. Yossi Buganim, Dr. Oren Ram จาก HU's Institute of Life Science และ Professor Tommy Kaplan จาก School of Computer Science and Engineering ของ HU ตลอดจนนักศึกษาระดับปริญญาเอก Hani Benchetrit และ Mohammad Jaber พบการรวมกันใหม่ของยีน 5 ยีน ซึ่งเมื่อใส่เข้าไปในเซลล์ ผิว หนังแล้ว จะจำลองเซลล์ใหม่เป็นเซลล์ตัวอ่อนระยะแรก 3 ชนิด ได้แก่ เซลล์ iPS ซึ่งสร้างตัวอ่อนในครรภ์ เซลล์ต้นกำเนิดจากรก และเซลล์ต้นกำเนิดที่พัฒนาเป็นเนื้อเยื่อพิเศษจากตัวอ่อนอื่นๆ เช่นสายสะดือ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ใช้เวลาประมาณหนึ่งเดือน ทีม HU ใช้เทคโนโลยีใหม่เพื่อตรวจสอบกองกำลังระดับโมเลกุลที่ควบคุมการตัดสินใจชะตากรรมของเซลล์สำหรับการตั้งโปรแกรมเซลล์ผิวใหม่และกระบวนการตามธรรมชาติของการพัฒนาของตัวอ่อน ตัวอย่างเช่น นักวิจัยค้นพบว่ายีน "Eomes" ผลักดันเซลล์ไปสู่เอกลักษณ์ของเซลล์ต้นกำเนิดจากรกและการพัฒนาของรก ในขณะที่ยีน "Esrrb" ทำหน้าที่ควบคุมการพัฒนาเซลล์ต้นกำเนิดในครรภ์ผ่านการได้มาซึ่งเอกลักษณ์เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนนอกมดลูกชั่วคราว เพื่อเปิดเผยกลไกระดับโมเลกุลที่เปิดใช้งานระหว่างการก่อตัวของเซลล์ประเภทต่างๆ เหล่านี้ นักวิจัยได้วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจีโนมและการทำงานภายในเซลล์เมื่อนำยีนทั้ง 5 ชนิดเข้าสู่เซลล์ พวกเขาค้นพบว่าในระยะแรก เซลล์ผิวหนังจะสูญเสียลักษณะเฉพาะของเซลล์ไป จากนั้นจึงค่อย ๆ ได้รับเอกลักษณ์ใหม่ของเซลล์ตัวอ่อนระยะแรก 1 ใน 3 ชนิด และกระบวนการนี้ควบคุมโดยระดับของยีน 2 ใน 5 ยีน เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีความพยายามที่จะพัฒนาตัวอ่อนของหนูทั้งตัวโดยไม่ใช้สเปิร์มหรือเซลล์ไข่ ความพยายามเหล่านี้ใช้เซลล์แรกเริ่มสามชนิดที่แยกได้โดยตรงจากตัวอ่อนที่มีชีวิตและกำลังพัฒนา อย่างไรก็ตาม การศึกษาของ HU เป็นความพยายามครั้งแรกในการสร้างสายเลือดหลักทั้งสามเซลล์จากเซลล์ผิวหนังในคราวเดียว นอกจากนี้ การค้นพบนี้หมายความว่าอาจไม่จำเป็นต้อง "เสียสละ" ตัวอ่อนที่มีชีวิตเพื่อสร้างตัวอ่อนในหลอดทดลอง