Transzgénikus állatok előállítási lehetőségei

Átírás

1 Transzgénikus állatok előállítási lehetőségei DNS mikroinjektálás Spermium közvetített génbevitel Retrovírus közvetített génbevitel Lentivírus közvetített génbevitel Transzpozon-transzpozász rendszer felhasználásával Minikromoszómák felhasználásával DNS injektálás spermatogóniumba Transzgénikus SC és ES sejtekből magátültetéses klónozással Célzott génbevitel transzgénikus ES sejtvonalak felhasználásával Transzgénikus spermatogóniális őssejtek beültetésével 1

3 Transzgénikus egerek előállítása mikro-injektálással A T G x Promoter Transzgén Poli A pronucleus from oocyte superovulation pronucleus from spermatozoa one cell embryo holding pipette microinjection pipette isolated gene in solution embryo implantation into oviduct of pseudopregnant female Southern or PCR test offspring control non transgenic transgenic

5 Transzgénikus egerek előállítása lenti vírus vektor (LV) transzdukcióval LTR DNS és LV injektálás módszerének összehasonlítása CAG Promoter Riporter gén DNS és LV injektálás hatékonyságának összehasonlítása (sertés)

6 Transzpozon közvetített génbevitel

7 Transzgénikus egerek előállítása Random inszerció DNS mikroijektálás 1980: J. Gordon, first transgenic mouse A T G Promoter Transzgén Poli A Célzott génmódosítás ES sejtek felhasználásával Célzott gén Promoter Neo gén Riporter gén 1986: A. Gossler: Transgenic mouse betagalactosidase reporter gene

8 Transzgénikus egerek előállítása Random inszerció DNS mikroijektálás 1980: J. Gordon, first transgenic mouse A T G Promoter Transzgén Poli A Célzott génmódosítás ES sejtek felhasználásával Célzott gén Promoter Neo gén Riporter gén 1986: A. Gossler: Transgenic mouse betagalactosidase reporter gene

9 méhlepény HY EP magzat TB beágyazódás előtt szikzacskó beágyazódás után

10 Egér embriók fejlődése méhlepény HY EP magzat TB beágyazódás előtt szikzacskó beágyazódás után

11 6 napos nyúl embrió TB E: embriódiszk EP, HY TB: trofoblaszt méhlepény HY: hipoblaszt szik, amnion EP: epiblaszt magzat E HY EP Anterior TB R: Rauber s layer EP AVE HY Posterior TB

12 Nyúl embriók fejlődése 6 napos nyúl embrió TB E: embriódiszk EP, HY TB: trofoblaszt méhlepény HY: hipoblaszt szik, amnion EP: epiblaszt magzat E HY EP Anterior TB R: Rauber s layer EP AVE HY Posterior TB

13 Kimérák a tudományban Tarkowski AK.: Germ cells in XX in equilibrium XY mouse chimeras.

14 Kimérák a tudományban 0. nap 1. nap 2. nap XX-XY szexdetermináció vizsgálata Tarkowski AK.: Germ cells in XX in equilibrium XY mouse chimeras.

15 Pluripotens embrionális eredetű egér őssejtvonal (mesc) egér blasztociszta ICM letapadt ICM csomó trofektoderma ICM blasztocöl trofektoderma sejtek tápláláló sejtréteg (MEF) tripszinezés tripszin mlif KO-DMEM 20% FBS tripszinezés ES sejtvonal ES kolóniák sejtszuszpenzió ES szerű kolónia

16 DNS elektroporálás ES sejtekbe

17 DNS elektroporálás ES sejtekbe elektroporálás

18 DNS elektroporálás ES sejtekbe elektroporálás

19 DNS elektroporálás ES sejtekbe elektroporálás rezisztens kolónia

20 DNS elektroporálás ES sejtekbe elektroporálás transzgénikus kolónia izolálása rezisztens kolónia kolónia tripszinben

24 Transzgénikus ES sejtvonalak alkalmazása Célzott génmódosítás Célzott gén Promoter Neo gén Riporter gén EYFP ECFP EGFP

25 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - CÉLZOTT GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia Start homológ rekombináció negatív szelekciós gén Stop DNS vektor

26 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - CÉLZOTT GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia Start homológ rekombináció negatív szelekciós gén Stop DNS vektor Módosított allél

27 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - CÉLZOTT GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia Start homológ rekombináció negatív szelekciós gén Stop DNS vektor Módosított allél Start pozitív szelekciós gén Stop

28

29 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - CÉLZOTT GÉNMÓDOSÍTÁS Genomi szekvencia Start homológ régió intron homológ régió Stop DNS vektor Start homológ rekombináció Módosított exon negatív szelekciós gén Stop

30 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - CÉLZOTT GÉNMÓDOSÍTÁS Genomi szekvencia Start homológ régió intron homológ régió Stop DNS vektor Start homológ rekombináció Módosított exon negatív szelekciós gén Stop Módosított allél

31 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - CÉLZOTT GÉNMÓDOSÍTÁS Genomi szekvencia Start homológ régió intron homológ régió Stop DNS vektor Start homológ rekombináció Módosított exon negatív szelekciós gén Stop Módosított allél Start pozitív szelekciós gén Stop

32

33 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia Start homológ rekombináció Stop DNS vektor

34 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia Start homológ rekombináció Stop DNS vektor Módosított allél Start loxp Riporter gén exon loxp Stop

35 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia homológ rekombináció Start Stop DNS vektor Start loxp Riporter gén exon loxp Stop Módosított allél TRANSZGÉNIKUS KIMÉRA EREK LÉTREHOZÁSA gazda embrió kiméra embrió transzgénikus embrionális őssejt kolónia

36 TRANSZGÉNIKUS ES SEJTEK AGGREGÁLTATÁSA GAZDA EMBRIÓVAL AGGREG gazda embrió ES kiméra embrió host embryo transzgénikus embrionális őssejt kolónia chimera embryo chimera blastocyst kim GFP visualisation

39

40 HOMOZIGÓTA TRANSZGÉNIKUS EREK LÉTREHOZÁSA

41 HOMOZIGÓTA TRANSZGÉNIKUS EREK LÉTREHOZÁSA kiméra hím kiméra újszülöttek

42 HOMOZIGÓTA TRANSZGÉNIKUS EREK LÉTREHOZÁSA X kiméra hím vad típusú nőstény kiméra újszülöttek

43 HOMOZIGÓTA TRANSZGÉNIKUS EREK LÉTREHOZÁSA X kiméra hím vad típusú nőstény kiméra újszülöttek

44 HOMOZIGÓTA TRANSZGÉNIKUS EREK LÉTREHOZÁSA X kiméra hím kiméra újszülöttek vad típusú nőstény ivarsejt kiméra utód kiméra hím ivarsejt kiméra utód

45 HOMOZIGÓTA TRANSZGÉNIKUS EREK LÉTREHOZÁSA X kiméra hím vad típusú nőstény ivarsejt kiméra utód kiméra újszülöttek kiméra hím X heterozigóta transzgénikus utód ivarsejt kiméra utód heterozigóta transzgénikus utód

46 HOMOZIGÓTA TRANSZGÉNIKUS EREK LÉTREHOZÁSA X kiméra hím vad típusú nőstény ivarsejt kiméra utód kiméra újszülöttek kiméra hím X heterozigóta transzgénikus utód homozigóta transzgénikus utód ivarsejt kiméra utód heterozigóta transzgénikus utód vad típusú egér heterozigóta transzgénikus utód

47

48 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS

49 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia Start homológ rekombináció Stop DNS vektor loxp Riporter gén exon loxp

50 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia Start homológ rekombináció Stop DNS vektor Módosított allél Start loxp Riporter gén exon loxp Stop

51 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start homológ régió exon homológ régió Stop Genomi szekvencia Start homológ rekombináció Stop DNS vektor Módosított allél Start loxp Riporter gén exon loxp Stop HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS

52 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start homológ régió homológ régió exon Stop Genomi szekvencia homológ rekombináció Start Stop DNS vektor loxp Riporter gén exon loxp Stop Start Módosított allél HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X homozigóta transzgénikus egér Stop knock out - génkiütött utód Start Stop

53

54 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS

55 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start Cre rekombináz Stop

56 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Start Cre rekombináz Stop

57 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz Stop

58 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X Stop

59 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X Stop homozigóta transzgénikus egér

60 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X Stop homozigóta transzgénikus egér

61 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X homozigóta transzgénikus egér Stop knock out - génkiütött utód

62 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X homozigóta transzgénikus egér Stop knock out - génkiütött utód Start Stop

63 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X homozigóta transzgénikus egér Stop knock out - génkiütött utód Start Stop HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - SZÖVETSPECIFIKUS RIPORTER GÉN EXPRESSZIÓ -

64 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X homozigóta transzgénikus egér Stop knock out - génkiütött utód Start Stop HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - SZÖVETSPECIFIKUS RIPORTER GÉN EXPRESSZIÓ -

65 HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - KONDICIONÁLIS GÉNKIÜTÉS Cre rekombinázt termelő transzgénikus egér Start Cre rekombináz X homozigóta transzgénikus egér Stop knock out - génkiütött utód Start Stop HOMOLÓG REKOMBINÁCIÓ - SZÖVETSPECIFIKUS RIPORTER GÉN EXPRESSZIÓ - link fehérje expresszió követése transzgénikus egerekben

66 Brainbow mouse

67 Brainbow mouse

68 Brainbow mouse

69 Brainbow mouse

70 Evans, Capecchi, Smitish Nobel díj! The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2007 "for their discoveries of principles for introducing specific gene modifications in mice by the use of embryonic stem cells" Photo: Tim Roberts/PR Newswire, HHMI Photo Cardiff University Photo: Scanpix/Dan Sears Mario R. Capecchi Sir Martin J. Evans Oliver Smithies 1/3 of the prize 1/3 of the prize 1/3 of the prize USA United Kingdom USA University of Utah; Howard Hughes Medical Institute Salt Lake City, UT, USA Cardiff University Cardiff, United Kingdom University of North Carolina at Chapel Hill Chapel Hill, NC, USA b (in Italy) b b (in United Kingdom) Martin J. Evans (első ES, EC sejtek) Mario R. Capecchi (homológ rekombináció, neo, HSV-tk, hprt gén bejuttatás) Oliver Smithies (homológ rekombináció humán sejtekben, mutáns hprt gén javítás)

71 Evans, Capecchi, Smitiesh Nobel díj - történeti áttekintés EC sejtek (Evans M.J.; Martin G.R. 1972, 1974, 1975) EC sejtek microinjáktálása egér blasztocisztába (Papaioannou V.E., McBurney M., Gardner R.L., Evans M.J. 1975) DNA microinjektálás sejttenyészeti sejtekbe (Capecchi MR, 1980) Egér embrió transzformálása mikroinjektálással (Gordon J.W. 1980) ES sejtvonalak léterhozása (Evans, M.J., Kaufman, M.H.; Martin G.R. 1981) A humán beta-globin lokuszba DNS szekvencia bejuttása homológ rekombinációval (Smithies, O. 1985) Csíravonal kimérák előállítása retrovirus transzformált ES sejteket felhasználva (Robertson E, Bradley, A., Kuehn, M., Evans, M.; Gossler A, Doetschman, T. 1986) Mutáns Hprt gén kijavítása egérben homológ rekombinációval (Doetschman T., Thompson S., Smithies O. Nature.1987) Mutagenezis célzott génmódosítással egér ES sejtekben (Thomas KR, Capecchi, M.R. 1987) Szövet- és helyspecifikus DNS rekombináció transzgénikus egerekben (Orban P.C., 1992) Indukálható génmódosítás egérben, Cre rekombináz alkalmazásával (Kuhn R., Schwenk F., Aguet M., Rajewsky K. 1995)

72 RINCES EMBRIÓKBÓL SZÁRMAZÓ ES, EG SEJTVONALAK Rhesus monkey ESCs Porcine Sertés NT NT ES/EG ES/EG colonies Egér ES Egér EG Human ES Human EG Tyúk ES Szarvasmarha Bovine NT ES/EG NT colonies ES/EG Zebra danio ES Birka ES 25

73 HUMÁN EMBRIONÁLIS ŐSSEJT-VONALAK LÉTREHOZÁSA ES sejt kolónia IVF megsemmisítés embrió bank 92 eddig publikált hesc sejtvonal (2005 nyara) 26

74 HUMÁN EMBRIONÁLIS ŐSSEJT-VONALAK LÉTREHOZÁSA egér fibroblaszt tápláló sejtréteg humán embrió ICM izoláció letapadt ICM ICM csomó ICM csomó izolálás humán ES sejt kolónia SSEA-1 negatív, SSEA-3, SSEA-4 pozitív, AP pozitív, Oct4 pozitív, telomeráz pozitív bfgf, egér tápláló sejtréteg nem tripszines passzálás (kis agregátumokban) EB, teratokarcinoma formálás Homolog rekombináció, GFP transzgénikus hesc Thomson,

75 Humán embrionális őssejt-vonalak létrehozása ES sejt kolónia IVF megsemmisítés embrió bank 351 NIH hesc/hips sejtvonal (2015) 28

79 Humán embrionális őssejt-vonalak létrehozása ES sejt kolónia Eligible Lines: Sorted by: Date/Time: 369 NIH Registration Number 10/19/2016 at 12:34 AM IVF megsemmisítés embrió bank 351 NIH hesc/hips sejtvonal (2015) 28

80 ES SEJTEK IN VITRO DIFFERENCIÁLTATÁSA Next-Generation Regenerative Medicine: Organogenesis from Stem Cells in 3D Culture Yoshiki Sasai Cell Stem Cell 12/5, ,

81 őssejt vonalak EB Teratoma kiméra csíravonalba bejutás Egér EC sejtek + + Humán EC Egér ES sejtek Patkány ES sejtek Madár ES sejtek Kutya ES sejtek + + Majom ES sejtek Humán ES sejtek + + Nyúl ES, ips sejtek Egér EG sejtek Humán EG sejtek + + csirke EG sejtek sertés EG sejtek Egér EpiS sejtek Patkány EpiS sejtek Egér ips sejtek Humán ips sejtek + + Patkány ips sejtek

82 őssejt vonalak AP SSEA-1 SSEA-3 SSEA-4 LIF kiegészítés bfgf (FGF2) kiegészítés egyéb kiegészítések Egér EC sejtek Humán EC Egér ES sejtek Patkány ES sejtek Madár ES sejtek SCF Kutya ES sejtek + alacsony + + Majom ES sejtek activin Humán ES IGF2, activin sejtek Nyúl ES, ips + +/- +/- + +/- +/- 4i, activin sejtek, Egér EG sejtek SCF Humán EG SCF, forskolin sejtek Csirke EG sejtek SCF, IL-11, IGF-1 Sertés EG sejtek SCF Egér EpiS sejtek activin Patkány EpiS activin sejtek Egér ips sejtek Humán ips activin sejtek Patkány ips

84 Blastocyst Inner cell mass Embryonic stem cell EGC ESC Fetus Neonatal testis Primordial germ cell? Spermatogonial stem cell Embryonic germ cell Multipotent germline stem cells Germline stem cell GSC Injection into blastocyst Injection into testis Germline chimera Spermatogenesis Adult spermatogonial stem cells SSCs (GSC) Adult testis Stra8-EGFP szelekció Spermatogonial stem cell?? magsc magsc? Injection into blastocyst Germline chimera Multipotent adult germline stem cells magscs (magsc) Injection into testis Spermatogenesis Bob Crimi 33

86 Transzgénikus ES és SC sejtekből sejtmagátültetéses klónozással (NT) 72 TECHNIQUES FOR CLONING AND TRANSNESIS CHAP 2 cytoplasm zona pellucida membrane of the oocyte oocyte foetus nucleus enucleation isolated fibroblasts gene transfer with foreign or gene replacement cell injection into oocyte emlő mirigy sejtvonal sejt- Dolly empty cytoplasm cell fusion and activation by electric stimulation cell Annie rezisztens transzgénikus szarvasmarha (fibroblaszt) (lysostaphin complete embryo embryo transfer into foster mother Morgan - ES sejt NT transgenic sheep

87 Transzgénikus állatok előállítási lehetőségei technika vektor célzott sejt vektor hossza CÉLZOTT módosítás hatás fok technikai nehézség DNS zigóta sejtmagja kb nem lehet Vírus Transzpozon (SB, PB) ZFN, TALEN, CRISPR/CAS9 rendszer Mesterséges kromoszóma zigóta perivitellináris zigóta tere citoplazmája zigóta sejtmagja 5-10 kb nem lehet kb nem lehet bp célszekvencia lehetséges zigóta sejtmagja kb nem lehet DNS kb +++ Mikroinjektálás Elektroporálás, liposzóma Vírus 5-10 kb +++ őssejt, testi sejt lehetséges Transzpozon kb Dupla szálú RNS bp ++

88 Genom módosítási technológiák

89

90 EMBRIÓ EREDETŰ SEJTVONALAK EC sejtek: Embryonal carcinoma cells (ECC)(Damjanov, 1974; Brinster, 1974) ES sejtek: Embryonic Stem cells (ESC)(Evans,Nature,1981; Martin, PNAS,1981) EG sejtek: Embryonic germ cells (EGC)(Matsui, Cell, 1992) TS sejtek: Trophoblast Stem cells (TSC)(Tanaka, Science, 1998) EPL sejtek: Early Primitiv Ectoderm Like cells (EPL)(Rathjen, J.Cell.Sci., 1999) PEL sejtek: Parietal Endoderm Like cells line (PEL)(Murakami, Cell, 2003) GS sejtek: Germ line stem cells (GSC)(Kanatsu-Shinohara, Cell, 2003) mgs sejtek: Multipotent germ line stem cells (Kanatsu-Shinohara, Cell, 2004) XEN sejtek: extra-embryonic ENdoderm cells (Kunath, Development, 2005) mags sejtek: Multipotent adult germ line stem cells (Guan, Nature,2006) 39

91 ESC vonalak alkalmazási lehetősége - in vivo Transzgénikus ES sejtek in vivo in vitro ES differenciáltatása in vivo Transzgénikus állatok Teratokarcinómák fejl 40

92 ESC vonalak alkalmazási lehetősége - in vivo Transzgénikus ES sejtek in vivo in vitro ES differenciáltatása in vivo Transzgénikus állatok Teratokarcinómák fejl 40

93 ES sejtekből ivarsejtek: petesejtek, hímivarsejtek SCIENCE, 300, May spermium is!!! (2004, 2005) + HESC-ből is (2006) 41

96 ES SEJTEK ALKALMAZÁSI LEHETŐSÉI IN VITRO TESZTEKBEN KO, illetve transzgénikus ES sejtvonalak jó in vitro modellrendszerként szolgálhatnak Az embrionális fejlődés során lejátszódó folyamatok in vitro differenciálódás során tanulmányozhatóak Toxikológiai tesztekben kiválthatják az állatkísérletek egy részét Humán betegségek in vitro modellezhetőek Mutációt hordozó mesc, huesc sejtvonalak jól alkalmazása gyógyszertesztekben Transzplantációs kísérletekben való alkalmazás Allogén transzplantáció sok új ES sejt kellene (kb új huesc) Autológ transzplantáció terápiás klónozás 42

97 Transzplantációs terápia-terápiás klónozás ES sejtek Immunkompatibilis transzplantáció Martin F. Pera, el Petesejt forrás: petesejt bank Problémák: Nem túl hatékony (legalább 100 petesejt kell) Technikailag nagyon igényes: Bőrsejtek 43

98 KIMÉRÁK 3. birka-humán kiméra humán BMC intraperitoneálisan birka magzatba máj, szív, tüdő, agy 15% humán sejt (?) Esmail Zanjani University of Nevada 44

99 KIMÉRÁK 3. birka-humán kiméra humán BMC intraperitoneálisan birka magzatba Esmail Zanjani máj, szív, tüdő, agy 15% humán sejt (?) Esmail Zanjani University of Nevada 44

100 KIMÉRÁK 3. birka-humán kiméra humán BMC intraperitoneálisan birka magzatba Esmail Zanjani máj, szív, tüdő, agy 15% humán sejt (?) Esmail Zanjani University of Nevada 44

101 ES SEJTEK IN VITRO DIFFERENCIÁLTATÁSA Next-Generation Regenerative Medicine: Organogenesis from Stem Cells in 3D Culture Yoshiki Sasai Cell Stem Cell 12/5, ,

102 ES SEJTEK IN VITRO DIFFERENCIÁLTATÁSA Mini agy" Mini vese" Cerebral organoids model human brain development and microcephaly Lancaster, Nature 501, , Redefining the In Vivo Origin of Metanephric Nephron Progenitors Enables Generation of Complex Kidney Structures from Pluripotent Stem Cells.,Taguchi,

103 HUMÁN ES SEJTVONALAK ALAPÍTÁSA KLÓNOZOTT NYÚLEMBRIÓKBÓL CELL RESEARCH, 13(4): ,

106 Eight-cell stage Alternatív lehetőségek embrionális őssejtek létrehozására h Somatic-cell dedifferentiation Somatic cell Reprogramming e.g. Culture with ES cells or defined factors +Oct4, Sox2, Klf4, c-myc Dedifferentiated cell Pluripotent hesc line Figure 1 Approaches to generating human embryonic stem cells (hescs). The current method of deriving hescs following fertilization of an egg and development to the blastocyst stage is shown in part a. Parts b h show the alternative approaches to hesc generation that are discussed in the main text. CDX2, caudal-type homeobox 2 gene; ES, embryonic stem; OCT4, octamer-binding transcription factor gene. VOLUME 8 JUNE

107 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012 Gurdon, Yamanak Nobel díj! John B. Gurdon John B. Gurdon eliminated the nucleus of a frog egg cell (1) and replaced it with the nucleus from a specialised cell taken from a tadpole (2). The modified egg developed into a normal tadpole (3). Subsequent nuclear transfer experiments have generated cloned mammals (4). Shinya Yamanaka Shinya Yamanaka studied genes that are important for stem cell function. When he transferred four such genes (1) into cells taken from the skin (2), they were reprogrammed into pluripotent stem cells (3) that could develop into all cell types of an adult mouse. He named these cells induced pluripotent stem (ips) cells. ips cells can now be generated from humans, including patients with disease. Mature cells including nerve, heart and liver cells can be derived from these ips cells, thereby allowing scientists to study disease mechanisms in new ways The Nobel Committee for Physiology or Medicine The Nobel Prize and the Nobel Prize medal design mark are registered trademarks of the Nobel Foundation Illustration and layout: Mattias Karlén 49

108 INDUKÁLT PLURIPOTENS SEJTEK Jaenisch and Young, 2008: Stem Cells, the Molecular Circuitry of Pluripotency and Nuclear reprogramming. Cell 132,

111

112 SZÖVETI ŐSSEJTEK ADULT STEM CELLS SOMATIC STEM CELLS Csontvelői Mezenchimális ( ideg-őssejt vázizom, emlőmirigy, szem (retina), belsőfül, máj hasnyálmirigy MAPC sejtek ( Zsírszövetben Rák Őssejt 52

115 SZÖVETI ŐSSEJTEK ADULT STEM CELLS SOMATIC STEM CELLS iss, Kovács et al. Veronika S. Urbán, Judit Kiss, János Kovács, Elen Gócza, Virág Vas, Eva Monostori, Ferenc Uher (2008): Mesenchymal Stem Cells Cooperate with Bone Marrow Cells in Therapy of Diabetes Stem cells, 26;

116 KLINIKAI ALKALMAZÁS? Kiev Barbados Kína Kaposvár? Yuliy Baltaytis kijevi orvosi egyetem dékánja New York-i tudományos akadémia tagja abortált magzatokból őssejt szuszpenzió - szelekciótranszplantáció 54

117 KLINIKAI ALKALMAZÁS? Kiev Barbados Kína Kaposvár? Yuliy Baltaytis kijevi orvosi egyetem dékánja New York-i tudományos akadémia tagja abortált magzatokból őssejt szuszpenzió - szelekciótranszplantáció 54

118 Human fetal neural stem cells- brain tumor N. Amariglio 2009: Donor-derived brain tumor following neural stem cell transplantation in an ataxia telangiectasia patient. PLoS Med Feb 17;6(2):e Ataxia-telangiectasia (AT) (Boder-Sedgwick syndrome[1] or Louis-Bar syndrome[2] is a rare, neurodegenerative, inherited disease which affects many parts of the body and causes severe disability. Ataxia refers to poor coordination and telangiectasia to small dilated blood vessels, both of which are hallmarks of the disease. AT affects the cerebellum (the body's motor coordination control center) and also weakens the immune system in about 70% of the cases, leading to respiratory disorders and increased risk of cancer. It first appears in early childhood (the toddler stage) with symptoms such as lack of balance, slurred speech, and increased infections. Because all children at this age take time to develop good walking skills, coherent speech, and an effective immune system, it may be some years before AT is properly diagnosed.

119 Szöveti őssejtek - adult stem cells - somatic stem cells iss, Kovács et al. Veronika S. Urbán, Judit Kiss, János Kovács, Elen Gócza, Virág Vas, Eva Monostori, Ferenc Uher (2008): Mesenchymal Stem Cells Cooperate with Bone Marrow Cells in Therapy of Diabetes Stem cells, 26;