A velősánc (neurális crest) fejlődése és a crest őssejtek (NCSCs)



Hasonló dokumentumok
SEJT,SZÖVET,SZERV BIOLÓGIAI ÖSSZEFOGLALÓ KURZUS 6. HÉT. Kun Lídia Semmelweis Egyetem, Genetika, Sejt és Immunbiológiai Intézet

Sejtek - őssejtek dióhéjban február. Sarkadi Balázs, MTA-TTK Molekuláris Farmakológiai Intézet - SE Kutatócsoport, Budapest

palatalis, facialis, szív rendellenességek (pl. velocardiofacial syndrome (VCFS)/ DiGeorge syndrome, Hirschsprung s Disease)

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Molekuláris Medicina

Mikrogliák eredete és differenciációja

A felszíni ektoderma differenciációja

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Őssejtek és hemopoiézis 1/23

Nagy Krisztina Semmelweis Egyetem, Orálbiológiai Tanszék

A polikomb fehérje, Rybp kulcsfontosságú az egér embrionális őssejtek neurális differenciációjához

A sejtek közötti közvetett (indirekt) kapcsolatok

Immunológia Alapjai. 13. előadás. Elsődleges T sejt érés és differenciálódás

Degeneráció és regeneráció az idegrendszerben

A sejtek közötti közvetett (indirekt) kapcsolatok

A harántcsíkolt vázizom differenciációja, regenerációja

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Őssejtek és hemopoiézis 1/23

Immunológia alapjai. T-sejt differenciálódás és szelekció a tímuszban: a mikrokörnyezet és szolubilis faktorok szabályozó szerepe

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Szöveti Regeneráció, Gyógyulás Fibrózissal Krenács Tibor

Élettan-anatómia. 1. félév

Az autonóm idegrendszer

Az idegszöveti sejtek ontogenezise az embrionális neuronképzés

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Immunológia alapjai előadás. A humorális immunválasz formái és lefolyása: extrafollikuláris reakció és

Őssejtek, őssejtterápia - alapfogalmak és alapjelenségek

Szövettípusok a növény és állatvilágban

elasztikus rostok: hajlékonyság sejtközötti állomány mukopoliszacharidjai

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

Őssejtkezelés kardiovaszkuláris kórképekben

Az idegrendszer és a hormonális rednszer szabályozó működése

Ig Szupercsaládba (IgSF)tartozó sejtadhéziós molekulák CD2 CD48 The SIGLEC family (e.g. CD22, CD83) Intercellular adhesion molecules (ICAMs) Vascular

Epigenetikai Szabályozás

Immunológia alapjai előadás T-sejt differenciálódás T sejt szelekció a tímuszban: a mikrokörnyezet és szolubilis faktorok szabályozó szerepe

ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

Heterogén sejtfenotípusok kialakulása egy homogén idegi őssejt populáció in vitro differenciációja során. Doktori Értekezés Tézisei

4,5 napos egér. 6 napos human. 8 napos human 10 napos human

Norvég Finanszírozási Mechanizmus által támogatott projekt HU-0115/NA/2008-3/ÖP-9 ÚJ TERÁPIÁS CÉLPONTOK AZONOSÍTÁSA GENOMIKAI MÓDSZEREKKEL

Új terápiás lehetőségek (receptorok) a kardiológiában

Problémák és lehetőségek a helyreállító gyógyítás területén

ÖSSZ-TARTALOM. 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi kommunikáció 3.

Anyai eredet kromoszómák. Zigóta

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Molekuláris és celluláris neurobiológia MTA KOKI előadó

TÁMOP /1/A Tantárgy címe: Transzdifferenciáció és regeneratív medicina Dr. Balogh Péter és Dr. Engelmann Péter

Molekuláris biológiai összefoglaló kurzus 11. Hét. Kun Lídia, Semmelweis Egyetem, genetikai Sejt- és Immunbiológiai Intézet

Immunológia alapjai előadás. Sej-sejt kommunikációk az immunválaszban.

A génterápia genetikai anyag bejuttatatása diszfunkcionálisan működő sejtekbe abból a célból, hogy a hibát kijavítsuk.

Idegsejtpótlás ős(?)sejtekkel - potenciális lehetőségek

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Őssejtek & Regeneratív Medicina

Sejt - kölcsönhatások az idegrendszerben

Célzott terápiás diagnosztika Semmelweis Egyetem I.sz. Pathologiai és Kísérleti Rákkutató Intézet, Budapest Tamási Anna, Dr.

Immunológia alapjai előadás. Az antigén-receptor gének szerveződése és átrendeződése. Primer B-sejt fejlődés

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

BÍRÁLAT Dr. Mezey Éva Bone Marrow Derived Stem Cells in Health and Disease című MTA doktori értekezéséről

Indukált pluripotens sejtek (IPs) 6 év alatt a Nobel-díjig és 8 év alatt az öngyilkosságig

Asztrociták: a központi idegrendszer sokoldalú sejtjei Dr Környei Zsuzsanna

Verkhratsky, Butt 2012

Vásárhelyi Barna. Semmelweis Egyetem, Laboratóriumi Medicina Intézet. Az ösztrogénekimmunmoduláns hatásai

Mit tud a genetika. Génterápiás lehetőségek MPS-ben. Dr. Varga Norbert

Sejtmozgás és adhézió Molekuláris biológia kurzus 8. hét. Kun Lídia Genetikai, Sejt és Immunbiológiai Intézet

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A sejtek közöti kommunikáció formái. BsC II. Sejtélettani alapok Dr. Fodor János

A sejtmembrán szabályozó szerepe fiziológiás körülmények között és kóros állapotokban

Az idegsejt-felszín specializált membrán-foltok mozaikja

Sok féle idegsejt jellegzetes idegsejt-sajátságok

A Notch jeltovábbító rendszer és a galektin-1 molekula szerepe a vérképző őssejt niche működésének szabályozásában. Vas Virág

AZ EMBERI TEST FELÉPÍTÉSE

NEUROCUTAN SZINDRÓMÁK

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

BIOLÓGIAI HATÓANYAGOK TESZTELÉSE BIOTECHNOLÓGIAI MÓDSZEREKKEL

Idegszövet gyakorlat

Az immunrendszer működésében résztvevő sejtek Erdei Anna Immunológiai Tanszék ELTE

Szövettan (Histologia) Sály Péter

A sejtek közötti közvetett (indirekt) kapcsolatok

Alapszövetek, bőr. Dr. Katz Sándor Ph.D.

1. SEJT-, ÉS SZÖVETTAN. I. A sejt

Őssejtek, őssejtterápia - alapfogalmak és alapjelenségek

A T sejtes immunválasz egy evolúciós szempontból váratlan helyzetben: Szervtranszplantáció

Immunológia alapjai 7-8. előadás Adhéziós molekulák és ko-receptorok.

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER FUTÓ KINGA

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

Kolin-acetiltranszferáz

Az X kromoszóma inaktívációja. A kromatin szerkezet befolyásolja a génexpressziót

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

A pajzsmirigy szövettani szerkezete

Szervezettan2 (gyak_lev_zh_1) / (Áttekintés) (1. csoport) : Start :07:17 : Felhasznált idő 00:00:08 Név: beta. Eredmény: 0/464 azaz 0%

Autonóm idegrendszer

Csirke embriófejlődés. Dr. Marleen Boerjan Director R&D

A kemotaxis kiváltására specializálódott molekula-család: Cytokinek

Sejtfeldolgozás Felhasználás

Citoszkeleton. Sejtek rugalmassága. Polimer mechanika: Hooke-rugalmasság. A citoszkeleton filamentumai. Fogászati anyagtan fizikai alapjai 12.

AZ ELŐADÁS CÍME. Stromájer Gábor Pál

Spondylitis ankylopoeticahoz társuló osteoporosis

Homeosztázis és idegrendszer

Átírás:

A velősánc (neurális crest) fejlődése és a crest őssejtek (NCSCs)

sejtsorsok a neurális crest-ben rövid ideig fennálló, de sokféle sejttípussá differenciálódó struktúra őssejt-szerű tulajdonságok: - multipotens - regenerációra képes - de ez életkorral csökken neural crest származék: perifériás idegrendszer nagy többsége - szimpatikus, paraszimpatikus, szenzoros neuronok, bélidegrendszer, dúcok - Schwann sejtek, PNS szatellita glia sejtek pigment sejtek (melanociták) endokrin szövet - mellékvese katekolaminerg sejtek - pajzsmirigy C sejtek feji mezenchimális sejtek - porc és csontszövet, kötőszövet - odontoblast - dermis - agyhártyák, ér simaizom, adipociták

sejtsorsok a neurális crest-ben: csirke-fürj kimérák eltérő heterokromatin szerkezet (fürj kondenzáltabb) QH1: fürj-specifikus magmarker

sejtsorsok a neurális crest-ben: genetikai leszármazás-elemzés NC-specifikus promoterek és markerek: Sox10, P0, Wnt1, FoxD3, p75 NTR... indukálható expresszió: Crelox, Dox, tamoxifen (ER)... P0-Cre/CAG-CAT-EGFP, Wnt1-Cre/FloxedEGFP, PLP-CreERT2/R26YFP, stb

4 fő régió: sejtsorsok a neurális crest-ben - anterior (S4 szomita): adenohipofízis, szagló placod, feji epitélium, feji kötő- és támasztószövet többsége + idegek, pigmentsejtek - kardiális ~: szív kialakítás (tüdőartéria, aortaív) - vagális ~: bél dúcok - törzs ~: dorzolaterális vándorlás: bőr, melanociták ventromediális vándorlás: szimpatikus/paraszimpatikus dúcok; endokrin (kromaffin) sejtek - pigment sejtek teljes hosszban - dúcok szomita-függő helyeken alakulnak ki mesektoderma pigment sejtek paraszimp. ggl. bél ggl. szenzoros ggl. szimp. ggl. endokrin sejt Mechanisms of Development 121 (2004) 1089 1102

neural crest fejlődés: 1. indukció 2. delamináció 3. migráció 4. differenciáció

1. a neurális crest indukciója neurális és nem-neurális ektoderma határán, neurális cső dorzális részén eredeti elképzelés: közepes BMP szint indukálja az epidermisből (magas/alacsony BMP szint között) - paraxiális mezodermából chordin, noggin, follistatin: BMP hatás antagonizálása FGF2/FGF8 az induktor; közepes BMP szint a keletkező sejtek fenntartásához kell - paraxiális mezoderma szekretálja Notch/Delta rendszer: sorskorlátozás Wnt signalling: ált. kanonikus (βcatenin) útvonal - de nem-kanonikus (Dishevelled/Rho) is!

NC sejttípusok meghatározása - Snail - FoxD3 1. a neurális crest indukciója adhéziós sajátságok, sejtalak, motilitás, signalling jellegzetes változása

2. delamináció epitelial mesenchimális átmenet (EMT); adhéziós sajátságok megváltozásá és kivándorlás - apikális/bazális polaritás megszűnése, tight junction eltűnése kezdeti elköteleződést noggin-bmp hatás irányítja; Slug és Snail az adhéziós molekulák expresszióját közvetlenül befolyásolja E és N-cadherin, NCAM, cadherin 7 és 11 expr. rhob (small GTPase): migráció előtt már megjelenik, aktin citoszkeleton és sejtalak szabályozása (~tumorképzés!) slug Zic5 BMP4 noggin Slug Snail

3. migráció - a törzsben ventromediális út: - csak a rosztrális szomita mezodermán keresztül; induktív hatás - érző és szimpatikus ganglionok, Schwann sejtek és chromaffin sejtek - szomita fejlődéssel és kompartmentalizációval összhangban - neurális cső és a szomiták között - semaphorin signaling dermomiotom dorzolaterális út: - szomiták és az ektoderma között, szegmentálatlanul - ventrom. migráció elindulása után kb. 24 órával indul szklerotom - melanociták; endothelin-3 - Slit-Robo signaling: gátló hatás Krull (2001) MOD, 105:37-45.

3. migráció: crest vándorlás a fejben a felszíni ektoderma és a neurális epitélium között vékony rétegben mesenchimális sejtek + mezodermális sejtek (mesencephalon ektoderma alatt) BMP2 szerep porc-, csont- és simaizomszövetté differenciálódhat Hox gének által meghatározott rhombomérákban vándorolnak, kivéve rh 3 és 5 paraxial exclusion zone Gale et al (1996) Development. 122: 783-793.

4. differenciáció: sejttípus-választás Sox gének: "small gene batteries" - downstream effektorok közvetlen irányítása - sejtsorsok befolyásolása Eph signaling: ventromediális út - EphR / ephrin ligand: negatív szelekció; szegmentáció semaphorin signaling: főleg törzsés fej struktúrák kialakítása (dúcokban nem) Slit-Robo signaling: axonális vándorlás + ventromediális útvonal irányítása, melanocita differenciáció gátlása

őssejtek a neurális crestben (NCSCs) pluripotens sajátságok: 1. sokféle sejttípus kialakítása 2. differenciált sejttípusok de-differenciálódása, fenotípus-váltása (?) idegi/melanocita és a mezenchimális vonal a migráció kezdetekor nem válik még el az intermedier progenitorok mind képesek glia kialakítására? sok köztes progenitornak is van önmegújító képessége in vitro és in vivo is perifériás ganglionokban őssejtek: felnőtt kori neuron és glia pótlás a PNSben? neuregulin SCF GDNF N.M. Le Douarin / MOD 121 (2004) 1089 1102

őssejtek a neurális crestben (NCSCs) in vitro ES sejtek : tranziensen megtalálható, multipotens sejtek összessége instruktív szignálok a különböző differenciációs irányokhoz multipotencia fenntartásához Wnt/BMP szignaling p75 NTR és Sox10 expresszió fenntartása humán ES sejtekből ~előállítható, de a hosszú távú fenntartás és a diff. kapacitás megőrzése korlátozott

posztmigrációs NCSCs Wnt-függés helyett mitogén EGF szignalling a differenciálatlan állapot fenntartásához sok helyről izolálhatóak: csípőideg, bélidegrendszer - p75 NTR pozitivitás - HT 4 receptor: felnőtt kori neuronképzés NCSC-ből a bélidegrendszerben DRG - p75 NTR pozitivitás - perifériás idegsérülés részleges pótlása csontvelő sztróma sejtek - NCSC-vel megegyező differenciációs képesség: oszteoblast, chondrocita, adipocita, myoblast + neuron, glia - mezenchimális sejtek első hulláma a NC-ből származik! - <3% csontvelői sejt (a felszínhez asszociálva)

sok helyről izolálhatóak (folyt.): cornea - főleg az anterior szegmensben posztmigrációs NCSCs - neuron, adipocita, chondrocita diff. szív - aorta és tüdőartéria kialakítása - cardiosphere képzés, infarktusos terület repopulálása carotis testek (bulbus) - normálisan nyugvó, de hipoxiára aktiválódó glia-szerű sejtek (~SVZ) fogpulpa - főleg in vitro diff. adat: neuron, chondrocita, melanocita

a fog neurális crest eredetű sejtjei SHED (stromal human exfoliated cells): odontoblast, neuron, glia, adipocita kialakítás NCS mellett a dental pulp kialakításában a feji mezoderma is részt vesz...

a fog neurális crest eredetű sejtjei neural crest-derived ectomesenchymal stem cells (EMSCs) - kraniofaciális kötőszövet jelentős része ebből alakul ki - dental pulp, periodontium - örlőfoganként 0,5 2 millió EMSCs (bölcsességfog!) (fém) implantátumok helyett biológiai fogpótlás: a foggyökér (azaz a rögzítés) a fő probléma idegi irányú differenciáltatás, sejtpótlás?

posztmigrációs NCSCs bőrszövet - igen nagy jelentőség, de többféle stem sejt: epidermális, melanocita és mezenchimális stem sejt - feji ~-ben főleg NC, törzsben mezoderma-eredet is (irhaszemölcs) -SKP (skin-derived precursors), Epi-NCSCs (epidermal neural crest stem cells): NC-szerű differenciáció in vitro és in vivo sphere-formáló képesség bulge régióban is!! - kérdés, hogy az ipsizolálásban ezeknek az őssejteknek mekkora szerepük van

a melanociták differenciációja melanoblast: őssejt-szerű tulajdonságok - epidermális sors korral kevésbé változik - follikuláris: öregedésre érzékenyebb (őszülés) szőrhagyma, faggyúmirigy alja, infundibulum nagyobb méret, elágazóbb, méretes Golgi, több melanoszóma őssejtek : proximális anagén tüszőben: immunológiailag védett, transzplantációt kibírja

Schwann sejt prekurzor (SCP): Glia vs melanocita fejlődés - axonális felszínen NRG (neuregulin) expresszió: kezdetben a SCP vándorlást, differenciálódást és a túlélést, később a prekurzorsajátság megőrzését segíti elő - közvetlen axon-kontaktus: Schwann-sejt irány - kiszoruló sejtek: melanoblaszt - neurocutaneous diseases: pigmentációs problémák + PNS rendellenes fejlődés / működés vitiligo: pigmenthiány mellett sokszor szimpatikus kolinerg idegsejtek szegmentális pusztulása Schwann sejt melanocita

Glia vs melanocita fejlődés acquired bilateral nevus of Ota (Ota-foltok): - n. trigeminus ágak mentén hiperpigmentáció neurofibromatosis type 1 (NF1) disease - gyakran neurofibroma rákkal együtt: perifériás axonok, Schwann sejtek, fibroblaszt, hízósejtek, melanociták - a perifériás idegek fejlődése során a környező stem sejtekben (=SCP?) az NF1 gén deléciója

Olfactory ensheating cells (OECs) szaglóneuronok axonját borítják / PNS -> CNS axonkinövést irányítják gerincvelői sérülésnél az axon-burjánzást / regenerációt és mieleinizációt fokozhatják orrüregből rel. könnyen izolálható terápiás target Schwann sejt markereket is kifejeznek OEC is a NC származéka humán SKPs: fej/fejbőr bulge sejtjeiből (NCSCs) -> OEC-irányú differenciáltatás -> egyedi sejtpótlás gv-sérülteknél

a neurális crest stem sejtek (NCSCs) Delfino-Machin et al., Dev Dyn 236:3242-3254 (2007)

a neurális crest stem sejtek (NCSCs)

ips: Familial dysautonomia (FD) [hereditary sensory and autonomic neuropathy III (HSAN-III); Riley Day syndrome] letális autoszómás recesszív mutáció (1:3600 askenázi zsidóknál): mutáció az IkB kináz komplex-asszociált fehérjében (IKBKAP), aberráns splicing -> csökkent IKAP szint -> csökkent sejtmigráció komplex kórkép: érző és enterális neuron-degeneráció FD fibroblasztokból ips sejtek, in vivo teratóma képzés spontán neuronképzés és migrációs aktivitás az FD ipsből kialakuló sejteknél is csökkent NC-specifikus splicing-defektus a differenciálódó sejttípusokban

adott bélszakaszon enterális idegrendszer hiánya: bélmotilitási problémák bélbiopszia: NSC-k neurosphere-ként tenyészthetőek Hirschsprung's disease (HSCR) NSc transzplantáció az aneurális szakaszokba: in situ differenciáció, némi motilitás

Diabéteszes polineuropátia http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23051637 egyelőre egérben csak!