הרצאה 13 (5 לפי הסדר החדש)

Question 1

תאי גזע המטופואטיים

איך נקראים?

איפה נמצאים?

מה מייצרים?

האם הם פלוריפוטנטיים?

Answer 1

HSCs

נמצאים במח העצם

מייצרים מגוון תאי דם בשושלת התאים הלימפואידית והמיאלואידית

לא פלוריפוטנטיים

Question 2

מהו פוטנציאל הפרוליפרציה?

Answer 2

כמה חלוקות תא מסוגל לעשות לפני שיכולתו להתחלק תסתיים. לאחר הגעה למצב זה, התא נקרא פוסט-מיטוטי. פוטנציאל זה הולך ויורד כפונקציה של ההתפתחות העוברית.

Question 3

מה הקשר בין אורך הטלומרים של התא ליכולתו להתחלק?

Answer 3

יש קורלציה בין אורך הטלומרים ליכולתם להתחלק. אם נקצר מאד את הטלומרים של תא מסוים, התא יכול להגיע לנקודה בה פוטנציאל החלוקה שלו נפסק. לתאי גזע פלוריפוטנטיים יש יכולת לשמר את הטלומרים ארוכים.

Question 4

מה הקשר בין בין פתיחת הכרומטין לפוטנטיות של התאים?

Answer 4

עם ההתמיינות יורד הצורך בשעתוק של חלק מהאזורים, מכיוון שהתא יותר מתמקד בפונקציה שלו, וכך הכרומטין נסגר.

היתרון בכך: יורדים הסיכויים להתרחשות מצב בו נבטא בטעות גנים לא רצויים בתא. כך מקבלים מצב תא יציב יותר. צריך להתאמץ כדי לגרום לתא לשנות כיוון ליעד אחר.

Question 5

באיזה אופן בניסוי הראו שתאי גזע פלוריפוטנטיים יכולים ליצור אורגניזם שלם?

Answer 5

מגדלים בתרבית תאי גזע פלוריפוטנטיים מעכבר לבן, מחדירים את התאים לתוך בלסטוציסט כך ש-20% מהתאים יהיו של העבר הלבן, ושאר תאי הבלסטוציסט יהיו של עכבר אפור. כך יש ערבוב של תאים ממקורות שונים. מקבלים עכבר כימרי שהפרווה שלו היא אפורה ברובה וחלקה לבנה. חלק מהתאים שמרכיבים אותו מקורם בתאים הפלוריפוטנטיים שגידלנו, כמו גם חלק מהביציות של העכברה הנקבה שנוצרה. אם נזווג 2 עכברים כימרות כאלו, נקבל בדור השני גם עכברים טהורים שנוצרו מתאי הגזע הפלוריפוטנטיים שגידלנו - לבנים לגמרי, בריאים ופוריים.

Question 6

באיזה אופן ניתן ליצור עכברים מוטנטיים?

Answer 6

CRISPR מגדלים תאי גזע עובריים בתרבית, על ידי

פשר לעשות נוקאאוט לגן מסוים: להכניס במקום הגן רצף אחר שלא מקודד לחלבון הזה. ניתן גם להכניס מוטציה נקודתית שמחקה מחלה כלשהי. ביחד עם הנוקאאוט נכניס רצף שיקנה לעכבר עמידות לאנטיביוטיקה. כך נקבל בתרבית של תאים מספר תאים שהם מוטנטיים עבור הגן הספציפי, ובנוסף עמידים לאנטיביוטיקה. נטפל בתרבית עם האנטיביוטיקה וכך רק התאים בעלי הנוקאאוט שהכנסנו ישרדו. נקבל קבוצת תאים “נקיים” נוכל להכניס את התאים האלו לבלסטוציסט, נקבל שוב עכבר כימרי כמו קודם, לאחר הכלאה נקבל גם עכברים טהורים מוטנטיים. כך ניתן לחקור את השפעת הנוקאאוט וללמוד על מחלות בעכבר.

Question 7

inner cell mass הצליחו לגדל בצלחת תאים מה

של עובר אנושי, מה החשיבות בגך?

Answer 7

1. כדי לייצר רקמות אנושיות מתאי גזע צריך לעשות זאת מתאי גזע אנושיים ולא עכבריים.
2. מודל לחקר ההתפתחות העוברית באדם. (למשל לעשות נוקאאוט לגן ולבדוק מה החשיבות שלו בהתפתחות העוברית)

חסרונות:

1. בעיה אתית- יש הרס של עובר
2. השתלה של רקמה זו באדם אחר תידחה

Question 8

מה צריך כדי לחקות התפתחות עוברית וליצור תאים ממויינים?

באילו דרכים משתמשים כדי לגלות?

Answer 8

לדעת את הפקטורים שמשתתפים בתהליך.

הדרכים בהן משתמשים:

1. Conditioned medium-

לוקחים תאים נטיביים ואוספים את הפקטורים שהתאים מפרישים למדיום הגידול.

2. Co-culture

לגדל תאים עם תאים תומכים שאולי יפרישו פקטורים שישפיעו

3. Trsfection/ Screen-

מוסיפים פקטורים או מעכבים פרמקולוגיים בשלבים שונים של התאים, נקבל בסוף תאים שעברו התמיינות כלשהי ונשווה אותם .לתאי המטרה

בסוף נרצה להשוות את התאים שקיבלנו לתאים נתיביים ולבדוק האם באמת קיבלנו את תאי המטרה. לדוגמא: אם נצליח לייצר נוירונים מסוג מסוים שנפגעים במחלה מסוימת, נוכל לחקור כל גן שמעניין אותנו שאולי הוא קשור במחלה הזאת.

Question 9

מה רואים בתרשים?

Answer 9

לקחו תאי גזע עובריים ושמו אותם על תאים תומכים שיהיו באינטראקציה עם תאי הגזע ויהוו מצע גידול. מוסיפים נוזלים ללא סרום, וכתוצאה מכך מקבלים נוירונים באחוז גבוה.

כמעט כל התאים הפכו לאקטודרם BMP4 כאשר הוסיפו

קיבלו תאי אפידרמיס P63 ופקטור שעתוק serum כאשר הוסיפו

הביאה לתא אפיתל של קרנית Pax6 הוספת פקטור שעתוק

Question 10

מהן שתי השיטות לחור אחורה בשלבי התמיינות של תאי הגזע?

(Cell states נקרא גם מעבר בין)

Answer 10

1. Nuclear transfer

מוציאים גרעין מתא ומעבירים אותו לתא בסביבה תומכת בהתפתחות פלוריפוטנטית. (הוא לקח תא אפיתל המעי של צפרדע, החדיר את הגרעין בלבד של התא לתוך תא ביצית שממנו הוציא את הגרעין המקורי, והצליח ליצר צפרדע ביעילות מאוד מאוד נמוכה)

מסקנה: הסביבה שהגרעין נמצא בה מאוד משפיעה על הגורל התאי

2. Transcription factor transduction

לוקחים ביופסה/ שיערות, מבודדים תאים ומחדירים להם ארבעה פקטורי שעתוק המשרים מצב פלוריפוטנטי. ך ניתן ליצור מודל למחלה, כשמשווים תאים בין אדם בריא לבין אדם חולה. לאחר שבועיים-שלושה, התאים עוברים את התכנות מחדש. אפשר גם לתקן את המוטציה בתאים ולהחזיר אותם לחולה.

Induced pluripotent stem cells (iPSC) התאים נקראים

כך מקבלים מקור בלתי נדלה של תאים מהחולה, אפשר להקפיא אותם ולשמור אותם, ולייצר מודלים למחלות.

Question 11

Nuclear transfer מהי השיטה

?לחזרה אחורה בשלבי התמיינות של תאי הגזע

Answer 11

חוקר בשם גורדון

החוקר הציע לקחת גרעין מתא אחד ולהשתיל לסביבה אחרת. המטרה היא להפוך את התאים הבוגרים הסומטיים לפלוריפוטנטיים. מוציאים את הגרעין ומעבירים אותו לסביבה תומכת בהתפתחות פלוריפוטנטית. מכאן התפתחו השיבוטים של חיות, וניסויים כמו השתלת גנים שלא שייכים לרקמות שונות ולראות את הביטוי שלהם. כלומר, הסביבה שהגרעין נמצא בה מאוד משפיעה על הגורל התאי. אם נוכל לשלוט ונדע מה יש בסביבה, ניתן לעשות עוד הרבה

Question 12

Transcription factor transduction מהי השיטה

לחזרה אחורה בשלבי התמיינות של תאי הגזע?

Answer 12

חוקר בשם ימנאקה

ילה את 4 פקטורי השעתוק שמשרים את המצב הפלוריפוטנטי. גרעין מתא סומטי (כרומטין סגור, בלי הרבה פוטנציאל) עבר

והפך לתא פלוריפוטנטי reprogramming

inner cell mass מקבלים תאים שדומים ל,

שדומים לתאי הגזע האמריונים.

תאים שעברו מניפולציה, iPS התאים שקיבלנו הם

אם מחדירים אותם לבלסטוציסט אפשר ליצור אורגניזם שלם. דרך זו אפשרה לעשות את התהליך הזה גם מתאים של אדם, אפשר גם לתקן את המוטציה בתאים ולהחזיר אותם לחולה.

Question 13

Induced pluripotent stem cell - iPSC מה אפשר לעשות עם?

מה החסרונות?

Answer 13

למשל אם יש לנו חולה במחלת כבד, ניתן לקחת ממנו ביופסיה ולבודד ממנה תאים. להכניס את ארבעת הפקטורית ולעשות להם ריפרוגרמינג, נקבל תאי גזע פלוריפוטנטיים של החולה, בדומה לתאי גזע עובריים של החולה. מכאן ניתן לעשות שני דברים:

1. לתקן את המוטציה בתאים, לקבל תאי גזע פלוריפוטנטיים תקינים. מכאן ניתן לייצר מודל התמיינות להפטוציטים ולהחדיר אותם חזרה לכבד, או לעשות השתלה של איבר.
2. ללמוד על התהליך המחלה ולהבין מה לא תקין בה. מתאי הגזע הפלוריפוטנטיים מנסים לייצר הפטוציטים ומסתכלים על הבעיות בתהליך. מרצפים את הגנום. אפשר לעשות ניסוי תרופות* - לבדוק השפעה של תרופות רבות, וכך להתאים את התרופה המיטבית אישית לחולה.

הבעיה בעבודה עם תאי גזע פלוריפוטנטיים: לוקח זמן, ארוך, מורכב ויקר.

*drug screening

Question 14

SCs - Adult stem cells עבודה עם

מה היתרונות?

מה החסרונות?

Answer 14

יתרונות- תאי גזע שנמצאים בבוגר ולכן

1. reprogramming לא צריך לעשות

ניתן לקחת אותם ישירות מרקמת היכד, ולכן יורד הסיכון לצבירת מוטציות בתהליך התכנות מחדש.

2. אין בעיה אתית

חסרונות

1. תאים נדירים יחסית
2. מתחלקים לאט
3. קשה לבודד אותם
4. הם מתמיינים בתרבית באופן ספונטני ובלתי נשלט ולכן אין תרבית טובה ולגידול שלהם

Question 15

SCs - Adult stem cells עבודה עם

צילום מהסיכום-

יתרונות, חסרונות, תכונות

Answer 15

Question 16

אילו דוגמה הייתה בכתה לעבודה עם תאי גזע בוגרים- עכבר והקרנות.

Answer 16

Question 17

בניסוי בו בודדו תאים מהעור, אילו שלושת סוגי תאים קיבלו?

מה הניסוי הוכיח?

Answer 17

1. Holoclone

התאים עצמם קטנים יותר, אלו תאים בעלי פוטנציאל חלוקה פנומנלי אך ככל שממשיכים לגדל את התאים מאבדים את יכולת החלוקה שלהם, בגלל שהתנאים בתרבית לא מיטביים. התאים יודעים להתחלק הרבה. מקבלים תאים שונים אחד מהשני - זה מעיד על כך שלתאים שבודדנו יש יכולת התמיינות, והם יחסית בעלי פוטנציאל הישרדות גבוה.

2. Meroclone

Holoclone התאים בעלי פוטנציאל חלוקה מוגבל יותר מה

3. Paraclone

תאים שבקושי גדלו. מבחינה מורפולוגית היו הרבה יותר גדולים- אופייני תאים ממויינים

Self renewal גם ניסוי זה הוכיח שלתאים יש יכולת של

Question 18

מה הראו בניסוי עכברים שבו השתילו תאים מעכבר מסומן בצבע ירוק פלורסנטי לעכבר אחר?

Answer 18

הראו שתאי גזע יכולים להישאר ברקמה, להתחלק ולהתמיין.

קח עכבר שכל התאים שלו מסומנים בעזרת ג’יאףפי (צבען ירוק פלורסנטי), בודד ממנו תאים בודדים וגידל אותם בתרבית, כל תא הועבר לבארית אחרת ונוצרו הולוקלונס.

שתלו אותם בגב של עכבר מקבל ולאחר כמה חודשים לקחו ביופסיה מהעכבר המושתל, בביופסיה ראו שחלק מהתאים מסומנים בירוק- כלומר שרדו הרבה זמן, ובנוסף לכך התאים המושתלים התמיינו לסוגים שונים של תאים. כלומר- התאים שהושתלו הם תאי גזע.

Question 19

Linage tracing מהי השיטה?

מה קורה לתאים?

מה מרוויחים באמצעותה?

Answer 19

השיטה:

1. מסמנים תאים בשכבה הבזאלית של האפידרמיס (המיקום החשוד להמצאות תאי גזע) ותאים מחוץ לשכבה הבזאלית (תאים פוסט מיטוטים)
2. עושים מעקב כפונקציה של הזמן.

חלק מהקלונים מאבדים את השרידות שלהם ונכחדים, חלקם גדלים ונשארים לאורך זמן. אלו שנשארו הם כנראה תאי גזע.

קשה מאוד להבדיל בין תאי גזע ותאים פרוג’ניטורים. באמצעות שיטה זו של מעקב שושלת רואים שיש הבדלים בין 2 התאים האלו.

Question 20

אם ניקח תאים בזאליים ונזרע אותם בצפיפות נמוכה בצלחת איך נדע לשייך את הקלון לאופי התא (תאי גזע/ תאים פרוגינטוריים/ תאים ממוינים?)

Answer 20

Question 21

באילו תאי גזע משתמשים בטיפולים?

Answer 21

בעיקר באפיתל העור (מחלות גנטיות, כוויות) ובאפיתל הקרנית בעיניים – רקמות פשוטות יחסית