DONE BY : Lena atef & ghada

What will we discuss today?

• General principles of cell proliferation

• Stem cells

• defect in tissue ---->inflammation---->repair

Robbins basic pathology 9th edition

Cell number determinants

In a tissue, there are few stem cells and most differentiated cells. There is a proliferation of cells and cell death resulting in a balanced natural tissue

Cells that proliferate in repair

• Tissue remnants

• Endothelial cells

• Fibroblasts

Depending on polypeptide growth factors

proliferationانواع من الخلاا ممكن ان تخضع لعملة ال 3وجد

او الالتهاب وه injuryف مكان حدوث ال

1 )tissue remnants

2 )endothelial cells

3 )fibroblasts(connective tissue)

. مفرزن من خلاا مجاورة لها GFلهذه الخلاا تعتمد على proliferationعملة ال **

The cell cycle

Non-dividing cells are in cycle arrest in G1 phase or exited the cycle (G0)

GFs, cyclins and cyclin-dependent kinases…cell cycle progression

جب proliferationلحدوث تكاثر ف الخلاا او

Mواخرا ال G2ثم Sالى G1انتقال الخلة من state

بسبب عوامل مثل ال G1احانا تتوقؾ الخلاا بال(

DNA damage بالتدخل واحاناG0 )

**G0=quiescent state=no cell division

العوامل الت تحث الخلاا

cellبالدخول او التقدم بالcycle

1)cyclins

2)cyclin_dependent kinases

Different proliferative capacities of tissues

:انواع 3فه على التجدد والتماز الى stem cellاو قدرة ال( mature cellقدرة ال)قسم النسج من حث قدرته •

•1)labile tissue

•2)stable tissue

•3)permanent tissue

• Labile tissues…continuously dividing

Like : epidermis (shedding for keratenocyte) from STEM CELL and mature cell

•Mucosa ال الىوالمريء والقولون بالاضافة ف بطانة المعدة skin هذه امثلة على الكلLT لانها دائما ف حالة تجدد مستمر

• …continuous loss and replacement )renewal)

• Stable tissues(تكون بالG0)

• …quiescent with only minimal replicative activity

مكن انها تنقسم ( injuryحالات ال)قدرة محدودة على الانقسام لكن تحت ظروؾ معنة•

لستعد الكبد حجمه الطبع cell cycelوتدخل ف ال G0تخرج الخلاا المتبقة من نسج الكبد من حالة ال ,مثلا عند استئصال جزء من الكبد •(REGENERATIVE HYPERPLASIA

…capable to proliferate in response to injury or decrease in tissue

mass…minimal capability in general )except ….)

ال ST بشكل عام قدرتها على الانقسام والتعوض محدودة حتى ف الظروؾ الصعبة

except : ةمباشرقادرة على استعادة كتلتها ؛الكبد

…parenchyma of most solid organs

most parenchyma in solid organs considered a ST ex: HEBATOCYTE & kidny &adrenal cortical cells & tubular cells

…endothelial cells, fibroblasts, and smooth muscle cells

especially in wound healing

STامثلة اضا على ال•

•endothelial cells &fibroblasts الل برافقو انقسام الbarenchymal cell ولهم اهمة ف الwound healing & repair

myometrium in uterusمثل ال STتعتبر smooth muscleواضا ال•

Different proliferative capacities of tissues, cont’d

فبالتال ( no regeneration)هذا النوع من الخلاا لس له القدرة على الانقسام تحت اي ظرؾ •تكدس الكولاجن ) fibrosisالذي حصل ف هذه الخلاا تم بشكل رئس بواسطة ال repairال

( مكان الخلاا

function of tissueالاصل لذلك لا ستطع استعادة الالنسج الكولاجن لا ملك خصائص **•): • Permanent tissues…non-proliferative …repair is

dominated by fibrosis (scarring) …cardiac muscle, neurons and skeletal muscle هذه امثلة على الانسجه الت لا تنقسم على الرؼم من انهم اكتشفوا حدثا خلاا جذعة قللة جدا جدا

:)بالدماغ والقلب لكنها لا تحدث شء مهم …what are satellite cells?

Stem cells that located in endomysial sheath in skeletal muscle

Stem cells

• 2 important properties:

-self renewal capacity

-asymmetric replication

when a stem cell divides, one daughter cell enters

a differentiation pathway and gives rise to mature

cells, while the other remains an undifferentiated

stem cell that retains its self-renewal capacity

stem cellsعند الانقسام لها القدرة على اعطاء خلايا متمايزة واخرى جديدة للحفاظ على عددها في النسيج

2 major types of stem cells

• Embryonic stem cells (ES cells)

…the most undifferentiated

…present in inner cell mass of the blastocyst

…extensive renewal capacity

…can be maintained in culture for over a year without differentiation

Can be induced to differentiate into any of the 3 germ cell layers

• الخلاا الجذعة الجننة : النوع الأول من الخلاا الجذعة

• zygote الأو بدأ هذا النوع منذ المراحل الجننة الأولى بعد تكون البوضة المخصبة

المن داخل , من بداات تكون الجنن قبل ما تكون أي عضو, حث بدأ عملهم منذ البداات blastocyst

• Pluripotent: نوع من الخلاا ايوتكون هم القدرة على الانقسام عن ال

They can form 3 germ cell layers : endoderm, mesoderm or ectoderm…)

...إلى سنوات culture media مكن تنمتهم داخل -

2 major types of stem cells, cont’d

• Adult stem cells… = tissue stem cells In adult human in certain tissue

…less undifferentiated from Pluripotent ES cells

…within organs/tissues

• …restricted lineage potential their lineage differentiation Be limited حث أنهم عطوا أنسجة مقاربة مشتقة تقربا من الأنسجة الى همه أصلا موجودن فها محدودة

عن الخلاا الجذعة الموجودة بالكبد بعطوا خلاا شبهه للخلاا المكونة للكبد ما رح skeletal muscle عطوا خلاا دم مثلا أو خلاا تصنع

Stem cells, cont’d

• They need special niches (stem cell niches)

stem cell niches :Micro Environment Special for stem cell contain growth factors

that Maintain their capacity to be (stem cell) عن خلاا ؼر متمازة these (growth factor molecules) secreted from surrounding cell Located within these niches

تمنع هذه الجزئات تماز الخلاا الجذعة ؾ بالتال جزء منها بعمل تماز وجزء آخر

stem cell << بقى ؼر متماز (min 4:02)

…examples of stem cell niches:

-brain: subventricular zone & dentate gyrus

-skin: -basal layer

-bulge region of hair follicle & Sebaceous glands

-cornea of the eye : limbus

Limbus ف منطقة ال

conjunctiva مكان اتصالها بال

Stem cell niches

Robbins and Cotran pathologic basis of disease 9th edition

In basal layer ف نهاة كل crypt

-(liver stem cells) :Oval cells found in small canals called canals of herings that will form the intrahepatic bile ductules . -Take cytokeratin 7 in Immunohistochemistry techniques >> so its cytokeratin 7 +

صورة خارجة فقط للتوضح

Notes : • The most important characteristics of malignancy: Metastasis القذرة عل الانتشار ال أماكه أخري بعيذة عه المكان

للىرم الأصلي

• Immunohistochemistry:

يسم/ له مميزيه مستضذاث تكشف بصبغت صبغه طريق عه معروف غير وسيج وىع عه الكشف أو للىسيج التمايز وىع معرفت هى العام المبذأ. التشخيص لغاياث الصبغاث مع وتفاعلها للأوسجت الكيميائيت الخصائص مه الاستفادة يعىي الأوسجت كيمياء أيضا

• Molecular pathology : genetics of tumors>> we detect certain mutation in certain tumor in its dna by molecular techniques

الصباغة عملية في التطور مراحل

classical stains >> immunohistochemistry >>Molecular pathology

• carcinoma malignant neoplasm of epithelial tissue

• adenocarcinoma :malignant neoplasm for glandular structures in epithelial tissue.

• sarcoma : malignant neoplasm of mesenchymal tissue

Experiments • Hematopoietic stem cells are the most studied

…taken from bone marrow or from blood

…used for treating leukemia and lymphoma

Needs mobilization by the administration of granulocyte colony stimulating factor (G-CSF)

What is regenerative medicine? الاستفادة من مبدأ الخلاا الجذعة ب ex: Type 1 diabetes patients its an autoimmune disease that the body attacks beta cells in the islands of Langerhans that make insulin وبالتال خلاا بتا بصروا مدمرن ولازم أنا اصنع خلاا بتا جددة وأزودهم فها عن طرق regenerative medicine

ex: Patients with leukemia and lymphoma .....

تعرضوا لعلاج كماوي اذا اوبصر عندهم استنفاذ لمخزون خلاا الدم من نخاع العظم سواء كان ورم نفسه نشا ف نخاع العظم اثر علهم

فممكن نفكر بطرقة نعطهم hematobiotic stem cells البالاستفادة من مبدأ اضاregenerative medicine

hematopoietic stem cells: نحصل علها بطرقتن

• 1- from bone marrow

• 2- from blood : using colony stimulating growth factor (CSGF)

Ex: CSGF for monocyte or lymphoid ….

CSGF :مبدأ عملها Increases the release of immature forms of blood cells from bone marrow to blood

Ex: granulocyte colony stimulating factor G CSF

granulocyte : neutrophils eosinophils basophils

We expose bone marrow to CSF for growing granulocyte >>make mobilization تكاثر

باتجاه اطلعوالؽرانولوست بالخلاا الؽر ناضجة الخاصة اباتجاه الؽرانولوست فبصرو

الدم وبعدن بجمعهم من الدم وبستخدمهم

Experiments, continued

• ES cells:

…from blastocyst )usually by in vitro fertilization)

…rejection is a problem )tissue incompatibility due to HLA molecules or on donor cells)

HLA : (human lymphocyte antigen) or MHC (major histocompatibility complex)

اخرى العلى سطح خلاا جسم الإنسان ولكن فهم اختلاؾ من شخص هذه الجزئات موجودة

cause polymorphism

Introduction of genes into fully differentiated cells, such as fibroblasts or skin epithelial cells from the patient reprogramming of the somatic cell nucleus

the cells acquire many of the properties of ES cells

…the new cells are called induced pluripotent stem cells (iPS cells)

To solve the problem

.

• ES CELLS : ال ببس مشكلتهم إنهم موجودن بديمتل الخلاا إل بقدر أشكل واعمل فها اكثر

in inner cell mass of the blastocyst after the formation of zygote slightly!

• ولكن ف .... الجنن عند ولادته واستخدامهم له ف وقت لاحق عند نموه بمن الحبل السري الخاص اخذهممكن ولكن هناك اخر( طفل)أخذها من إنسان الىسوؾ نضطر بهخاصة جذعةحال كان الشخص بالػ ولا ملك خلاا

!!مشكلة

• allogeneic grafts: allogeneic (2 different allele) grafts (transplant) عن ش مزروع

ES cell from one human with specific antigen differ from another antigen on second human and that lead to tissue incompatibility ( the body recognize this antigen as a Foreign body )

.الحالة إلا ف حال التوأم المتطابقهذه عن ما بقدر استفد ف

• نأخذ من المرض نفسه خلاا متمازة: الحل

somatic cell ex: epidermis or fibroblast....

! بحث كتسبوا الكثر من خصائصهم خلاا جذعةنتلاعب ف جنات هذه الخلاا المتمازة بحث صبحوا اونؽر تسمى هذه الخلاا الناتجة

IPS : induced pluripotent stem cells

. اه بدي الوبصنع منهم Culture media بحطهم على الجذعةشؽل الخلاا بشتؽلوا

Robbins basic pathology 9th edition

Differentiated

Squamous cell

from skin

تداخلت جنا عن أعطتها

جنات معنة

Transcription factors

متل

In culture media

ولكن هذه العملة لا تزال قد .لست مطبقة كثرا التجربة

. :تعقبات على المحاضرات السابقة

#Langhans multinucleated giant cell تكون خلاا مصطفة ومرتبة حذوة الفرس تشبه الخلاا هذه

It comes in the case of TB and other diseases (not specific for TB) &it does not necessarily have to be present in TB means it is possible to have other cells For example:

Foreign-body type giant cell other types of multinucleated Giant cell مبعثرن ومش مرتبنbeing randomly and irregularly) called (Foreign-body type giant cell) in the case of Foreign body reaction (Foreign-body type giant cell reaction >> granuloma around Foreign-body(

#p53 transcription factor guardian of the genome

# The issue of Immunohistochemistry (min 8:38) will be discussed later in the LAP…

# Study the article step by step … Slide>> Sheet>> Book ^^