Neurální kmenové buňky NSCs (Neural stem cells)

Podobné dokumenty
Kmenové buňky, jejich vlastnosti a základní členění

Úvod do studia biologie kmenových buněk. Jiří Pacherník tel:

VÝVOJOVÁ BIOLOGIE. I. Úvod do vývojové biologie. II. Základní principy a mechanismy vývojové biologie. III. Kmenové buňky

VÝZNAM FYZIOLOGICKÉ OBNOVY BUNĚK V MEDICÍNĚ

Mezonefros. Neokortex s glomeruly. Metanefrogenní blastém. dřeň s kanálky. Magn. x10. Henleovy kličky (nižší buňky) Sběrací kanálek (vyšší buňky)

(Vývojová biologie) Embryologie. Jiří Pacherník

Základní morfogenetické procesy

Nádorové kmenové buňky - CSCs (Cancer stem cells)

Histogeneze příklady. 151 Kurs 5: Vývoj buněk a tkání

Diferenciace tkání. Diferenciace blastocysta: Cytotrofoblast. Trofoblast. Syncytiotrofoblast. Epiblast. Embryoblast. Hypoblast

Sekvenování genomu a bioinformatika Kmenové buňky vytvořené genetickou manipulací Materiálové a tkáňové inženýrství Editace genomu

Gastrulace, neurulace, somitogenese 508

Indukovaná pluripotence. Petr Vodička Liběchov 16/11/2016

Patologie nervového systému. XI. histologické praktikum 3. ročník všeobecného směru

Přednáška v rámci cyklu přednášek pro střední školy

MUDr. Kissová Jarmila, Ph.D. Oddělení klinické hematologie FN Brno

Intracelulární detekce Foxp3

Hematologie. Nauka o krvi Klinická hematologie Laboratorní hematologie. -Transfuzní lékařství - imunohematologie. Vladimír Divoký

Jan Krejsek. Funkčně polarizované T lymfocyty regulují obranný i poškozující zánět

EMBRYONÁLNÍ KMENOVÉ BUŇKY

Indukce neurogeneze a gliogeneze po ischemickém poškození CNS

EXTRACELULÁRNÍ SIGNÁLNÍ MOLEKULY

Co nás učí nádory? Prof. RNDr. Jana Šmardová, CSc. Ústav patologie FN Brno Přírodovědecká a Lékařská fakulta MU Brno

Dr. Kissová Jarmila Oddělení klinické hematologie FN Brno

RNDr. Jakub Neradil, Ph.D. Ústav experimentální biologie PřF MU

Nervová tkáň. neurony. neuroglie centrální astrocyty oligodendrocyty mikroglie ependym periferní Schwannovy buňky satelitní buňky

Univerzita Karlova v Praze. Přírodovědecká fakulta

HEMOPOESA. Periody krvetvorby, kmenové a progenitorové buňky; regulace hemopoesy. Ústav histologie a embryologie

STRUKTURNÍ SKUPINY ADHEZIVNÍCH MOLEKUL

CHARAKTERIZACE A MECHANISMY

MASARYKOVA UNIVERZITA

Embryonální období. Martin Špaček. Odd. histologie a embryologie

Histologická praktika. Nervový systém

BUNĚČNÝ CYKLUS. OMNIS CELLULA ET CELLULA - buňka vzniká jen z buňky. Sled akcí, ve kterých buňka zdvojí svůj obsah a pak se rozdělí

PŘEHLED OBECNÉ HISTOLOGIE

Kardiovaskulární systém a hematopoéza

Nervový systém Martin Špaček

Terapeutické klonování, náhrada tkání a orgánů

Chrupavka a kost. Osifikace 605

Vznik dřeva přednáška

Urychlení úpravy krvetvorby poškozené cytostatickou terapií (5-fluorouracil a cisplatina) p.o. aplikací IMUNORu

Genetická kontrola prenatáln. lního vývoje

Živočišné tkáně. Vznik - histogeneze diferenciace proliferace

METABOLISMUS POJIVA PLICNÍCH CÉV PŘI CHRONICKÉ HYPOXII. Jana Novotná

MUDr. Iva Slaninová, Ph.D. Biologický ústav LF

OBRANNÝ IMUNITNÍ SYSTÉM

Kmenové buňky a tkáňové náhrady naděje moderní medicíny.

Endocytóza o regulovaný transport látek v buňce

Segmentální organizace těla

Embryologie III. Vývoj žloutkového váčku, amnion, chorion. Extraembryonální coelom. Ústav pro histologii a embryologii 1.LF Univerzity Karlovy

Bi8120 Aplikovaná buněčná biologie DIFERENCIACE BUNĚK. RNDr. Jakub Neradil, Ph.D. Ústav experimentální biologie PřF MU

Příprava vektoru IZOLACE PLASMIDU ALKALICKÁ LYZE, KOLONKOVÁ IZOLACE DNA GELOVÁ ELEKTROFORÉZA RESTRIKČNÍ ŠTĚPENÍ. E. coli. lyze buňky.

Lidské embryonální kmenové buňky Biologie, technologie a další

doc. RNDr. Renata Veselská, Ph.D., M.Sc. Ústav experimentální biologie Přírodovědecká fakulta MU

doc. RNDr. Renata Veselská, Ph.D., M.Sc. Ústav experimentální biologie Přírodovědecká fakulta MU

ANÉMIE CHRONICKÝCH CHOROB

ONTOGENETICKÝ VÝVOJ NERVOVÉ SOUSTAVY

Buňky, tkáně, orgány, orgánové soustavy. Petr Vaňhara Ústav histologie a embryologie LF MU

Výzkum kmenových buněk ve světle Úmluvy Martin Šolc 1/24

Molekulární mechanismy diferenciace a programované buněčné smrti - vztah k patologickým procesům buněk. Aleš Hampl

Regenerativní medicína

MTI Cvičení č. 2 Pasážování buněk / Jana Horáková

Imunitní systém člověka. Historie oboru Terminologie Členění IS

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Ontogeneze živočichů

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Vývoj krvetvorby. lení klinické hematologie FN Brno

ZÁKLADY FUNKČNÍ ANATOMIE

BIOLOGIE ČLOVĚKA BUŇKA TKÁŇ ORGÁN

Neurony a neuroglie /

Ženský pohlavní systém

Muž 15 let Klinická dg.: Lymphadenopathia colli l. sin, Rezistence pozorována od 3/2013 Bez progrese růstu Krevní a serologické nálezy negativní

NEMEMBRÁNOVÉ ORGANELY. Ribosomy Centrioly (jadérko) Cytoskelet: aktinová filamenta (mikrofilamenta) intermediární filamenta mikrotubuly

Univerzita Karlova v Praze. Přírodovědecká fakulta. Studijní obor: Speciální chemicko-biologické obory

Jaké máme leukémie? Akutní myeloidní leukémie (AML) Akutní lymfoblastická leukémie (ALL) Chronické leukémie, myelodysplastický syndrom,

Imunitní systém. Získaná adaptivní specifická (je potřeba imunizace ) Vrozená imunita (není potřeba imunizace) řasinky)

VÝZNAM REGULACE APOPTÓZY V MEDICÍNĚ

Kardiovaskulární systém a hematopoéza

Specifická imunitní odpověd. Veřejné zdravotnictví

SKANÁ imunita. VROZENÁ imunita. kladní znalosti z biochemie, stavby membrán n a fyziologie krve. Prezentace navazuje na základnz

Prokaryota x Eukaryota. Vibrio cholerae

Schéma epitelu a jeho základní složky

Buněčný cyklus. Replikace DNA a dělení buňky

Základní pojmy II. ONTOGENEZE. Ontogeneze = individuální vývin jedince během jeho života

CYTOKINY, ADHESIVNÍ MOLEKULY - klíčové molekuly pro mezibuněčnou komunikaci, buněčná migrace a mezibuněčná signalizace. Ústav imunologie LF UP

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Výukový materiál v rámci projektu OPVK 1.5 Peníze středním školám

8. Rozmnožování a vývoj živočichů: vývoj, růst, stárnutí a smrt

HISTOLOGIE A MIKROSKOPICKÁ ANATOMIE PRO BAKALÁŘE

Roman Hájek Tomáš Jelínek. Plazmocelulární leukémie (PCL)

Biologie - Sexta, 2. ročník

Velikost živočišných buněk

7. Rozmnožování a vývoj živočichů: osemenění, oplození a embryogeneze

Bunka a bunecné interakce v patogeneze tkánového poškození

BUŇEČNÝ CYKLUS A JEHO KONTROLA

Fyziologický vývoj mozku v dětském věku

CNS. NEUROANATOMIE I. - Struktury centrálního nervového systému

Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno

Erytrocyty. Hemoglobin. Krevní skupiny a Rh faktor. Krevní transfúze. Somatologie Mgr. Naděžda Procházková

Sylabus témat ke zkoušce z lékařské biologie a genetiky. Struktura, reprodukce a rekombinace virů (DNA viry, RNA viry), význam v medicíně

Pluripotentní, odvozené kmenové buňky. EpiSC

Transkript:

Neurální kmenové buňky NSCs (Neural stem cells) a) b) Gl glomerularní vrstva Gr granulární vrstva EPl vnější plexiformní vrstva Mi vrstva mitral buněk IPL vnitřní plexiformní vrstva cc - corpus callosum LV - lateral ventricle CPu - caudate putamen (striatum) DG - dentate gyrus SN - substantia nigra lokalizace NSCs a) subventrikulátní zóna (SVZ), postranní komory b) subgranulární zóna DG

Neurogeneze v dospělosti! (hlodavci (savci obecně??), zpěvní ptáci) neurogeneze v důsledku březosti neurogeneze v době vábení neurogeneze regulovaná hormony RMS rostrální migrační tok (rostral migratory stream)

Oblast s NSCs obsahuje čtyři typy buněk 1) pomalu proliferující, astrocytům podobné (GFAP + /nestin + /SSEA1 + /CD133 + ) buňky - typ B = NSCs (přesný fenotyp není dosud úplně objasněn - ±GFAP??, ± nestin??) 2) spící, případě potřeby intenzivně proliferující buňky vzniklé z buněk B - typ C (TA progenitory, přechodně/transientně se dělící progenitory) 3) z buněk typu C vznikají buňky A = neuroblasty 4) ependymální buňky - typ E Shh; Delta/Notch -> Hes Sox1, 2, 3; Emx2; Zic1; Pax6 B (NSC)? STAT3 -> Delta radial glia* embryo E (ependym) EGF (in vitro) C (TA) EGF+FGF2 (in vitro) glia prekursor oligodendrocyt astrocyt A (neuroblast) migrace neurony *radiální glie embryo a časně postnatálně

Fenotyp neurálních kmenových buněk

Niche neurálních kmenových buněk Architektura v subventrikulární zóně (SVZ) Architektura v subgranulární zóně (SGZ) ra radiální astrocyty ha horizontální astrocyty D nezralá granulární buňka G novágranulárníbuňka

NSC přisedají na krevní kapiláry -přísun živin? - NSC exprimují HIF!?! (hypoxií indukovaný faktor)

Původ NSC - pozůstatek neurogenní populace z časné embryogeneze

Vertikální a horizontální dělení v neurogenním epiteliu Huttner 2005

Proporční změny v symetrii buněčného dělení mezi neurálními kmenovými buňkami (stem) a neurálními progenitory (neurogenic, transientně se dělícími buňkami TA) v půběhu neurogeneze u myši Haydar 2002

Radiální glie (RG) jako embryonální NSC Nestin+, Vimentin+, GFAP+, Sox2+, Pax6+ vrg bipolární RG, ventrikulární zóna org unipolární radial glia-like cells, vnější ventrikulární zóna IP přechodné progenitory Lui et al., 2011

A) Buňky exprimující znaky/markery charaktristické pro časné progenitory (Sox2) a neurony (NeuN a CTIP2) ve ventrikulární zóně neokortexu. B) Dělení org ve vnější vertikulární zóně C) RG/vRG dávají vznik jak vrg tak org, zda je vždy zachována délka radiál. fibril není známo D) org produkují přechodně/transietně se dělící buňky schopné dále diferencovat E) Diferenciace potomků org, ztráta exprese Sox2 a snižení aktivity Notch (snížení HES1), zvýšení exprese TBR2 org na rozdíl od vrg neexprimují CD133 (Prominin), Par3 (PARD3), apkcλ, tj. součásti apikální membrány charakteristické pro apikálně-bazálně polarizovaných buněk. -V průběhu ontogeneze intenzivní proliferace NSC (radiální glie) a TA progenitorů, stimulováno LIF a CNTF v mozkomíšním moku, produkovaných zejména z plexus choroideus, důležitá a dosud neobjasněná interakce s Notch drahou/signalizací. - LIF/gp130 signalizace působí pleiotropně, u zralejších progenitorů indukuje diferenciaci do glií, zejména astrocyty, a celkově podporuje maturaci neuronů, zejména motoneuronů.

Dvojitá úloha Notch a gp130/stat3 signalizace v neurogenezi - Notch a STAT3 aktivita se vzájemně podporují (STAT3 reguluje expresi ligandů Notch, Hes aktivuje STAT3) - oba v závislosti na dalších faktorech a statusu buněk podporují sebeobnovu NSC a indukci gliogeneze

Plexus choroideus

Schéma kortexu hlodavců (A) a člověka (B) Lui et al., 2011

Mechanismus regulace RG buněk - neurální progenitory/ip aktivují Notch dráhu u RG buněk a tím blokují jejich diferenciaci - Notch je dále regulován hladinou volného a s Par3 vázaného NUMB (úloha bazální membrány) Lui et al., 2011

Regulace klíčových signálních drah komponentami asociovanými s vazbou na bazální membránu Lui et al., 2011

V průběhu embryogeneze jsou NSC tzv. radiální glie ventrukulární zóny (vrg + org) Adultní NSC jsou: 1) radiální glie jako v průběhu embryogeneze? 2) adaptované/pozměněné časné přechodné progenitory (IP)? 3) v dospělém mozku nejsou kmenové buňky s neomezenou schopností sebeobnovy, existují pouze IP schopné několika cyklů dělení

Vlatnosti NSCs NSCs jsou široce multipotentní a experimenty s chimérami ukázaly, že NSCs dávají vznik buňkám všech tří zárodečných listů (netvoří pohlavní buňky, nebylo prokázáno) u chimér se také NSCs nepodílí na hematopoéze i přesto, že v případě likvidace hematopoézy zářením, injikované NSCs ji obnoví (obojí děláno s myšmi ROSA26) na druhou stranu není jasné, zda NSCs tvoří všechny typy nervů a glií (SC x TA) neurální multipotentní progenitory byly izolovány i z retiny, optického nervu, hypothalamu, čichových laloků, čichového epitelu, a míchy tyto směsné populace nejsou schopné dlouhodobé proliferace in vitro tak jako NSCs a také si zachovávají některé epigenetické znaky podle místa původu po poškození mozku je možno neurogenezi detekovat i v striatu, neokortexu nebo v místech kortiko-spinálních motoneuronů NSCs s věkem ubývá, podobně jako ostatní adultní SSCs, každopádně je lze izolovat z mozkové tkáně i několik hodin (4-6h) po diagnóze klinické smrti in vitro se NSCs kultivují v podobě tzv. neurosfér ve speciálních médiích určených pro expanzi neurálních progenitorů, bez séra, ale s nadbytkem FGF2 a EGF LIF-gp130 / Notch blokují diferenciaci NSC, a podporují jejich proliferaci neurosféry jsou plovoucí útvary s navýšeným množstvím neurálních progenitorů a NSCs, lze v nich detekovat již i množství zralejších typů nervů i glií i neurální progenitory (TA) lze dlouhodobě kultivovat

Příprava neurosfér, primární a sekundární neurosféry (Dirks, 2008)

In vitro kultivace NSC neurosféry c) EGFR + nestin; d) BrdU + buněčná jádra Clarke 2000 Chimerická blastocysta vytvořená po smíchání blastomer normální a ROSA26 myši a myší embrya (11 dpc) normální a s ROSA26 chimerické myši.

NSC jsou také schopny rekonstruovat hematopoézu (Bjornson 1999) A kolonie ze zdravé kostní dřeně; B,C kolonie z kostní drěně NSCs (ROSA) transplantovaných myší po ozáření; D,E GM-CFU z transplantovaných NSCs (ROSA); G,H - M-CFU z transplantovaných NSCs (ROSA); D,G a E,H bez a s X-Gal; F granulocyty + makrofágy & I makrofágy, stanovení May-Grunwald-Giemsa