СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція...

61
СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ: функція В. МЕДВЕДЄВ РЕГЕНЕРАЦІЯ vs

Upload: others

Post on 18-Sep-2020

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ:функція

В. МЕДВЕДЄВ

РЕ

ГЕ

НЕ

РА

ЦІЯ

vs

Page 2: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

стовбури

і клітини

Page 3: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

головна властивість стовбурової клітини –відсутність властивостей

П О М И Л К О В АД У М К А

Page 4: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

ТРИ ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ СТОВБУРОВИХ

КЛІТИН:

1. ЗДАТНІ ДО ПОДІЛУ.

2. ЗДАТНІ ДО САМОВІДТВОРЕННЯ.

3. ДАЮТЬ ПОЧАТОК КЛІТИНАМ, ЩО ВИЙШЛИ З

КЛІТИННОГО ЦИКЛУ.

Page 5: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

ПОТЕНТНІСТЬ

Рівень потентності визначається кількістю

видів диференційованих клітин серед

загального числа нащадків стовбурової .

• тотіпотентні

• плюрипотентні

• мультипотентні

Page 6: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Мультипотентні стовбурові клітини

Види мультипотентних стовбуровихклітин• мезенхимальні;• гемопоетичні;• міогенні;• остеогенні;• одонтогенні;

• ентодермальні;

• ектодермальні;

• нейрогенні;

• Стовбурові клітини нервового гребня

• Дають початок клітинам, які відповідають за основну функцію однієїткани.

• Не здатні відтворити тканину в цілому (функціональнуархітектоніку), що для нервової тканини має ключове значення.

Page 7: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

нез’ясовано

• потентний статус СК зрілого організму

• пластичність потентного статусу СК

• природа мезенхімальних СК

• СК і еквігеномність організму

• СК у функції і патології

Page 8: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Нейрогенні стовбурові клітини

Page 9: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Santiago Ramon-y-Cajal

Pasco Rakic

Joseph Altman

Fernando Nottebohm

Page 10: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Fiona Doetsch

Arturo Alvarez-Buylla

Elizabeth Gould

Fred Gage

Page 11: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

• низька мітотична активність

• чутливі до медіаторів і факторів росту

• широко мігрують

• функція мозку, а не регенерація.

in b

rev

i

Page 12: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 13: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 14: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 15: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 16: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

зони нейроногенезу

зрілого мозку ссавців

• нюхова цибулина

• г іпокамп

• г іпоталамус

• стріатум

Page 17: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

нюхова цибулина

Page 18: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Інтенсивність нейроногенезу у гризунів: ~1 % нейронів щодня, протягом місяця

половина новоутворених нейронів гине.

Утворюються ГАМК-ергічні інтернейрони НЦ , а також глутаматергічні мітральні

та пучкові ('tufted') клітини

Page 19: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

гіппокамп

Page 20: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 21: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

H. Suh и соавт., 2009

Page 22: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 23: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 24: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

гіпоталамус

Page 25: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 26: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 27: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 28: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

стріатум

Page 29: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 30: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

соціогенні впливи на нейрогенез

Page 31: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 32: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 33: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 34: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Нейрогенні стовбурові клітини – учасники патологічних

процесів у мозку

1. Епілепсія (патологія нейрогенезу у гіпокампі)

2. Пухлини головного мозку (патологія нейрогенних

стовбурових клітин мозку загалом)

3. Великий депресивний розлад (патологія нейрогенезу у

гіпокампі)

4. Шизофренія (патологія нейрогенезу у нюховій цибулині і,

можливо, у гіпокампі)

Механізми:

Накопичення мутацій, ендореплікація, копіювання та розповсюдження мутованих ділянок ДНК серед власного клітинного потомства або серед інших клітин тканини.

Page 35: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

пухлини головного мозку

Page 36: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Загальна схема гліомагенезу за участю НСК. NB! - стовбурові клітини гліобластоми дають ріст ендотеліоцитам судинного русла пухлини (R. Wang et al., 2010; L. Ricci-Vitiani et al., 2010; F.A. Sassi et al., 2012; J. Chen, et al., 2012).

Page 37: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Генів, що мутують під час гліомагенезу не менше 200 (P.A. Northcott et al., 2012; G. Robinson et al., 2012).

Page 38: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 39: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 40: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

психічна патологія

Page 41: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 42: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

периферичні впливи

Page 43: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 44: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 45: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 46: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 47: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

трансфер геномів

Page 48: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

L. Fugazzola et al., 2011

Page 49: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 50: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 51: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

H.S. Gammill, J.L. Nelson, 2010

Page 52: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 53: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 54: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 55: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

нейроінженерія

Page 56: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

• 2,5 млн.

травмованих

• чоловіки

працездатного в іку

• інвалідизація

• втрати і витрати

Spinal cord injury

Page 57: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Більш важливе клінічне значення має ураження низхідних волокон спинного мозку, яке обумовлює

втрату усвідомленого контролю над функцією м’язів

При травмі спинного мозку ушкоджуються нейрони і аксони

Page 58: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

РІСТ АКСОНІВ ЧЕРЕЗ ЗОНУ ТРАВМИ БЛОКУЄТЬСЯ

Sema-3, ephrins, Nogo, OMGp, coll-ІV, proteoglicans

A.J. Mothe, C.H. Tator, 2012

Page 59: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

NeuroGel

GFP+NeuN

24

Причиною антиспастичного ефекту ТТНЦ, ймовірно, є медіаторний вплив

численних попередників ГАМК-ергічних інтернейронів — похідних НСК

субвентрикулярної зони бічних шлуночків [Nagayama S. et al., 2014; Lledo P.-M.,

Valley M., 2016]. Попередження екзайтотоксичної загибелі сенситизованих

ноцицептивних інтернейронів заднього рогу у випадку ТТНЦ уможливлює розвиток

больового синдрому у віддаленому періоді травми.

Новітні засоби тканинної нейроінженерії, застосовані нами у роботі,

виявляють суттєвий вплив на динаміку рухової функції та спастичності (рис. 6,

7 а).

Рис. 6 — Схема динаміки рухової функції паретичної кінцівки у тварин зазначених

експериментальних груп упродовж загального періоду спостереження згідно із

стандартизованою часовою шкалою. Поліномальна апроксимація даних (міра полінома — 4)

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8 11/12 16 20 24 26/28

Рухо

ва фун

кція

ЗІК

, бал

и ВВ

В

Тривалість спостереження, тижні

ЛПП

ЛПП(juv)

CΘRP(alien)

ТТНЦ

ТТФМ

ТТФН

ЛПП(∑)

NG

NG+НСК

NG+СККМ

NG+СКНГ

ЛПП

ЛПП(juv)

CORP(alien)

ТТНЦ

ТТФМ

ТТФН

ЛПП(Σ)

NG

NG+НСК

NG+СККМ

Page 60: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія
Page 61: СТОВБУРОВІ КЛІТИНИ МОЗКУ функція РЕГЕНЕРАЦІЯbiph.kiev.ua/images/f/f0/9_Medvedev.pdf · процесів у мозку 1. Епілепсія

Sapienti sat. Дякую.