Otrdiena, 2013. gada 23. jūlijs. Jaunā rakstā, kas šonedēļ publicēts žurnālā “Daba”, Pensilvānijas Universitātes Perelmana Medicīnas skolas komanda Amerikas Savienotajās Valstīs demonstrē, ka plaušu asinsvadi, asinsvadi, kas savieno sirds plaušām attīstās pat tad, ja plaušu nav. Pelēm, kurās tiek kavēta plaušu attīstība, joprojām ir plaušu asinsvadi, kas pētniekiem atklāja, ka sirds priekšteči jeb cilmes šūnas ir nepieciešami kardiopulmonālai kopīgai attīstībai.
Dzīves uz zemes adaptācijas evolūcija uz zemes ir neizpratnē par biologiem, kuri zina, ka sirds un asinsvadu un plaušu sistēmu kopīga attīstība ir nesena evolūcijas adaptācija dzīvei ārpus ūdens, tas ir, sirds funkcija ar plaušu gāzu apmaiņas funkciju - viens no jaunākajiem orgāniem, kas attīstījušies zīdītājiem, un, bez šaubām, vissvarīgākais zemes dzīvei.
Abu šo sistēmu šūnu koordinēta nobriešana ir parādīta embrionālās attīstības laikā, kad plaušu primitīvās priekšteču šūnas izvirzās primitīvās sirds priekšteču šūnās, kad abi orgāni attīstās paralēli, veidojot kardiopulmonālo asinsriti. Tomēr maz ir zināms par molekulārajiem signāliem, kas virza vienlaicīgu attīstību, un par to, kā abu orgānu kopēja cilmes šūna var ietekmēt saistīto slimību, piemēram, plaušu hipertensijas, patoloģiju.
Penna komanda, ko vadīja Edvards E. Morisejs, medicīnas un šūnu un attīstības bioloģijas profesors un Penna reģeneratīvās medicīnas institūta zinātniskais direktors, identificēja multipotentu kardiopulmonālu mezodermas priekšteču šūnu populāciju, ko viņi sauca par CPP, kuru var atšķirt no daudzām citas agrīnās embrionālās šūnas ar labi izpētītas signalizācijas molekulas Wnt2 ekspresiju.
"Mēs domājam, vai šīs cilmes šūnas spēj radīt sirdi un plaušas, - saka Morissijs. - Mūsu dati liecina, ka pirms plaušu attīstības ir pozitīvas Wnt2 šūnas un tās palīdz koordinēt plaušu un sirds attīstību, ģenerējot šūnas abi audi ".
Jautājums par to, kā plaušas attīstās un savienojas ar sirds un asinsvadu sistēmu, daudzus gadus ir ieintriģējis Morrisey laboratorijas komandu. "Ikvienam, kurš ir pētījis sauszemes dzīvnieku anatomiju, ir diezgan acīmredzami, ka sirds un plaušas ir cieši saistītas. Tas atspoguļojas pat klīniskajā medicīnā, kur daudzviet, ieskaitot Perelmana Medicīnas skolu, kuras sirds un asinsvadu medicīnas nodaļa savulaik bija pazīstama kā sirds un asinsvadu medicīnas nodaļa, "stāsta Morisejs.
Moriseisa laboratorija sāka savu pētījumu, uzdodot dažus vienkāršus jautājumus: kā plaušas un sirds attīstās kopā un kādi ir kritiskie signāli, kas regulē šo procesu? Lūzums šajā darbā notika, kad komanda raksturoja Wnt2 gēna ekspresijas modeli.
"Wnt2 tiek izteikts unikālā vietā agrīnā embrijā, tieši starp sirds sākumu un zarnu cauruli, no kurienes izkļūs plaušas, " sacīja šis zinātnieks. Tas autoriem ļāva izveidot parauga sistēmu pelēm, kuru kardiopulmonārā anatomija ir ļoti līdzīga cilvēkiem, un izpētīt, vai Wnt2 pozitīvās šūnas varētu koordinēt sirds un plaušu attīstību.
Izsekojot šo šūnu līniju, viņi parādīja, ka Wnt2 šūnas ģenerē atsevišķus klonus, kas, savukārt, rada gan sirds, gan plaušu audus, ieskaitot kardiomiocītus un asinsvadu šūnas, piemēram, asinsvadu gludos muskuļus. Tādējādi viņi atklāja, ka CPPs spēj radīt lielāko daļu agrīno embriju šūnu tipu sirdī un plaušās. Šie pētījumi arī parādīja, ka dažādas plaušu šūnu līnijas ir saistītas, piemēram, ka asinsvadu gludiem muskuļiem un elpceļiem plaušās ir kopēja priekšteču šūna.
CPP attīstību regulē cita plaši pazīstama proteīna, ko sauc par “ezis”, ekspresija, kas nepieciešama pareizai plaušu asinsvadu savienošanai ar sirdi. Šie pētījumi rāda, ka “ezis”, ko izsaka arī agrīnās plaušu progenitoru šūnas, palīdz veicināt CPP diferenciāciju plaušu asinsvadu gludās muskulatūras komponentā.
Šie atklājumi identificē jaunu jaudīgu vairāku kardiopulmonālo priekšteču populāciju, kas koordinē sirds un plaušu attīstību, kas nepieciešama, lai pielāgotos zemes eksistencei. Turklāt tiem ir arī būtiska ietekme uz slimībām, kas ietekmē abus orgānus, piemēram, plaušu hipertensija, jo nav skaidrs, vai plaušu hipertensija galvenokārt ir plaušu slimība vai arī ir kādi raksturīgi sirds vai sirds un asinsvadu sistēmas defekti.
CPP identificēšana varētu sniegt svarīgus datus par plaušu hipertensiju un citām slimībām, identificējot abiem orgāniem kopīgu cilmes šūnu. Turpmākajos pētījumos galvenā uzmanība tiks pievērsta tam, vai CPP pastāv pieaugušo kardiopulmonārajā sistēmā un vai tiem ir nozīme plaušu un sirds reakcijā uz traumu vai slimību.
Avots:
Tags:
Savādāk Ģimene Glosārijs
Dzīves uz zemes adaptācijas evolūcija uz zemes ir neizpratnē par biologiem, kuri zina, ka sirds un asinsvadu un plaušu sistēmu kopīga attīstība ir nesena evolūcijas adaptācija dzīvei ārpus ūdens, tas ir, sirds funkcija ar plaušu gāzu apmaiņas funkciju - viens no jaunākajiem orgāniem, kas attīstījušies zīdītājiem, un, bez šaubām, vissvarīgākais zemes dzīvei.
Abu šo sistēmu šūnu koordinēta nobriešana ir parādīta embrionālās attīstības laikā, kad plaušu primitīvās priekšteču šūnas izvirzās primitīvās sirds priekšteču šūnās, kad abi orgāni attīstās paralēli, veidojot kardiopulmonālo asinsriti. Tomēr maz ir zināms par molekulārajiem signāliem, kas virza vienlaicīgu attīstību, un par to, kā abu orgānu kopēja cilmes šūna var ietekmēt saistīto slimību, piemēram, plaušu hipertensijas, patoloģiju.
Penna komanda, ko vadīja Edvards E. Morisejs, medicīnas un šūnu un attīstības bioloģijas profesors un Penna reģeneratīvās medicīnas institūta zinātniskais direktors, identificēja multipotentu kardiopulmonālu mezodermas priekšteču šūnu populāciju, ko viņi sauca par CPP, kuru var atšķirt no daudzām citas agrīnās embrionālās šūnas ar labi izpētītas signalizācijas molekulas Wnt2 ekspresiju.
"Mēs domājam, vai šīs cilmes šūnas spēj radīt sirdi un plaušas, - saka Morissijs. - Mūsu dati liecina, ka pirms plaušu attīstības ir pozitīvas Wnt2 šūnas un tās palīdz koordinēt plaušu un sirds attīstību, ģenerējot šūnas abi audi ".
Jautājums par to, kā plaušas attīstās un savienojas ar sirds un asinsvadu sistēmu, daudzus gadus ir ieintriģējis Morrisey laboratorijas komandu. "Ikvienam, kurš ir pētījis sauszemes dzīvnieku anatomiju, ir diezgan acīmredzami, ka sirds un plaušas ir cieši saistītas. Tas atspoguļojas pat klīniskajā medicīnā, kur daudzviet, ieskaitot Perelmana Medicīnas skolu, kuras sirds un asinsvadu medicīnas nodaļa savulaik bija pazīstama kā sirds un asinsvadu medicīnas nodaļa, "stāsta Morisejs.
Moriseisa laboratorija sāka savu pētījumu, uzdodot dažus vienkāršus jautājumus: kā plaušas un sirds attīstās kopā un kādi ir kritiskie signāli, kas regulē šo procesu? Lūzums šajā darbā notika, kad komanda raksturoja Wnt2 gēna ekspresijas modeli.
"Wnt2 tiek izteikts unikālā vietā agrīnā embrijā, tieši starp sirds sākumu un zarnu cauruli, no kurienes izkļūs plaušas, " sacīja šis zinātnieks. Tas autoriem ļāva izveidot parauga sistēmu pelēm, kuru kardiopulmonārā anatomija ir ļoti līdzīga cilvēkiem, un izpētīt, vai Wnt2 pozitīvās šūnas varētu koordinēt sirds un plaušu attīstību.
Izsekojot šo šūnu līniju, viņi parādīja, ka Wnt2 šūnas ģenerē atsevišķus klonus, kas, savukārt, rada gan sirds, gan plaušu audus, ieskaitot kardiomiocītus un asinsvadu šūnas, piemēram, asinsvadu gludos muskuļus. Tādējādi viņi atklāja, ka CPPs spēj radīt lielāko daļu agrīno embriju šūnu tipu sirdī un plaušās. Šie pētījumi arī parādīja, ka dažādas plaušu šūnu līnijas ir saistītas, piemēram, ka asinsvadu gludiem muskuļiem un elpceļiem plaušās ir kopēja priekšteču šūna.
CPP attīstību regulē cita plaši pazīstama proteīna, ko sauc par “ezis”, ekspresija, kas nepieciešama pareizai plaušu asinsvadu savienošanai ar sirdi. Šie pētījumi rāda, ka “ezis”, ko izsaka arī agrīnās plaušu progenitoru šūnas, palīdz veicināt CPP diferenciāciju plaušu asinsvadu gludās muskulatūras komponentā.
Šie atklājumi identificē jaunu jaudīgu vairāku kardiopulmonālo priekšteču populāciju, kas koordinē sirds un plaušu attīstību, kas nepieciešama, lai pielāgotos zemes eksistencei. Turklāt tiem ir arī būtiska ietekme uz slimībām, kas ietekmē abus orgānus, piemēram, plaušu hipertensija, jo nav skaidrs, vai plaušu hipertensija galvenokārt ir plaušu slimība vai arī ir kādi raksturīgi sirds vai sirds un asinsvadu sistēmas defekti.
CPP identificēšana varētu sniegt svarīgus datus par plaušu hipertensiju un citām slimībām, identificējot abiem orgāniem kopīgu cilmes šūnu. Turpmākajos pētījumos galvenā uzmanība tiks pievērsta tam, vai CPP pastāv pieaugušo kardiopulmonārajā sistēmā un vai tiem ir nozīme plaušu un sirds reakcijā uz traumu vai slimību.
Avots:
