Hauptunterschied - IPS-Zellen gegen embryonale Stammzellen
Es gibt verschiedene Arten von Stammzellen, die zur Geweberegeneration beim Tissue Engineering und bei der Wundheilung verwendet werden können. Unter diesen dienen embryonale Stammzellen als Haupt- und am besten geeignete Stammzelltypen, da sie von Natur aus pluripotent sind. Pluripotenz ist die Fähigkeit einer Zelle, sich in viele oder alle Zelltypen eines erwachsenen Körpers zu differenzieren. Humane embryonale Stammzellen können in mehr als 200 spezialisierte Zelltypen differenzieren, die beim Menschen vorkommen. Sie werden aus der inneren Zellmasse eines in vitro befruchteten Embryos isoliert, der einige Tage alt ist und für Tissue Engineering und Krankheitstherapeutika verwendet wird. Aufgrund ethischer Probleme im Zusammenhang mit embryonalen Stammzellen versuchen Wissenschaftler jedoch, künstliche pluripotente Stammzellen in vitro zu erzeugen, indem sie die Genexpression adulter somatischer Zellen induzieren. Sie sind als induzierte pluripotente Stammzellen (IPS-Zellen) bekannt. Der Hauptunterschied zwischen IPS-Zellen und embryonalen Stammzellen besteht darin, dass induzierte pluripotente Stammzellen adulte somatische Zellen sind, die erzeugt und genetisch neu programmiert werden, um als embryonale Stammzellen zu fungieren und pluripotent zu werden, während embryonale Stammzellen von Natur aus pluripotent sind.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was sind IPS-Zellen
? 3. Was sind embryonale Stammzellen?
4. Vergleich nebeneinander - IPS-Zellen gegen embryonale Stammzellen
5. Zusammenfassung
Was sind IPS-Zellen?
Induzierte pluripotente Stammzellen (IPS-Zellen) sind die Zellen, die von Wissenschaftlern entwickelt werden, um natürliche pluripotente Stammzellen nachzuahmen, die als embryonale Stammzellen bezeichnet werden. Diese Zellen werden unter In-vitro-Bedingungen in den Labors konstruiert. Die Genexpression der adulten Zelle wird neu programmiert, um die Differenzierung in induzierten pluripotenten Stammzellen zu induzieren. Daher zeigen IPS-Zellen die gleichen Eigenschaften wie embryonale Stammzellen wie Selbsterneuerung, Differenzierung usw. IPS-Zellen sind jedoch laut Literatur und medizinischen Experten nicht mit ES-Zellen identisch.
IPS-Zellen wurden erstmals 2006 von Shinya Yamanaka und seinem Team an der Kyoto University in Japan konstruiert. Sie verwendeten Mausfibroblasten, um IPS-Zellen zu erzeugen, und die Gene werden unter Verwendung von Retroviren als Vektoren abgegeben. Zweitens wurden IPS-Zellen 2007 unter Verwendung menschlicher Zellen entwickelt. Viele Wissenschaftler erzeugen IPS-Zellen, die nahezu identisch mit ES-Zellen sind. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um diese IPS-Zellen sicher und effektiv für die Zelltherapie zu verwenden.
Während des Reprogrammierungsprozesses von Fibroblasten zur Entwicklung von IPS-Zellen sollten die Induktion von ES-Zellgenen und die Unterdrückung von Fibroblastengenen sorgfältig und korrekt durchgeführt werden. Andernfalls funktionieren die resultierenden Zellen nicht als ES-Zellen.
ES-Zellen haben ethische Überlegungen. Es kann durch IPS-Zellen vermieden werden. IPS-Zellen sind im Vergleich zu ES-Zellen einfach zu verwenden. Die Entwicklung von IPS birgt jedoch viele Herausforderungen wie geringe Effizienz, genomische Insertion, unvollständige Reprogrammierung usw. Es besteht die Möglichkeit, Mutationen als Teil der Schöpfung einzuführen. Die DNA-Methylierung ist ein wichtiges Ereignis in Zellen, um Gene ein- und auszuschalten, und reguliert die Genexpression. Es ist wichtig für den Aufbau von IPS-Zellen auch während der genetischen Reprogrammierung. Daher ist es notwendig, die Methylierungsmuster von ES-Zellen zu untersuchen und dieselben Muster in IPS-Zellen zu entwickeln, um perfekt identische IPS-Zellen mit ES-Zellen zu erzeugen. Nur IPS-Zellen können ES-Zellen für Forschung und Therapie sicher und sicher ersetzen.
Diese Zellen werden noch nicht in Therapeutika für menschliche Krankheiten eingesetzt. Sie werden immer noch in Tierversuchen verwendet. Ein Hauptziel des Aufbaus von IPS-Zellen besteht jedoch darin, sie für Parkinson-Patienten und später für die Gewebebildung und viele komplexe Krankheitstherapien zu verwenden.
Abbildung 01: Induzierter pluripotenter Stammzellentwicklungsprozess
Was sind embryonale Stammzellen?
Embryonale Stammzellen (ES-Zellen) sind die undifferenzierten Zellen, die in der inneren Zellmasse des sich entwickelnden Embryos gefunden werden. Sie haben die inhärente Fähigkeit zur Selbsterneuerung und Differenzierung in alle Zelltypen einer erwachsenen Person. Daher sind sie auch als pluripotente Stammzellen bekannt. Durch das schnelle Zellteilungspotential eignen sie sich zur Verwendung bei der Geweberegeneration und Wundheilung. Embryonale Stammzellen wachsen hauptsächlich in drei primäre Keimschichten wie Ektoderm, Endoderm und Mesoderm, die später in verschiedene Zelltypen des menschlichen Körpers differenziert werden. Daher dienen ES-Zellen als wertvolles Werkzeug in der regenerativen Medizin.
ES-Zellen werden aus der in vitro befruchteten Eizelle isoliert, die sich zu einem mehrere Tage alten Embryo entwickelt. Es ist wichtig zu wissen, dass dieser Begriff "embryonale Stammzellen" nicht für Stammzellen verwendet wird, die aus dem im Körper einer Frau entwickelten Embryo stammen. Stammzellen aus einem mehrere Tage alten Embryo werden in Laboratorien als embryonale Stammzelllinien gehalten. Wenn die richtigen Bedingungen gegeben sind, ist es möglich, undifferenzierte Stammzellen in den Labors zu halten.
Embryonale Stammzellen sind die Vorläufer aller Zelltypen des Körpers, einschließlich Muskeln, Nerven, Leber und vieler anderer Zellen. Wenn Wissenschaftler in der Lage sind, die Zelldifferenzierung von in vitro gehaltenen ES-Zellen korrekt zu steuern, können sie die Zellen zur Behandlung bestimmter Krankheiten wie Diabetes, traumatischer Rückenmarksverletzung, Duchenne-Muskeldystrophie, Herzerkrankungen sowie Seh- und Hörverlust usw. verwenden.
Abbildung 02: Humane embryonale Stammzellen
Was ist der Unterschied zwischen IPS-Zellen und embryonalen Stammzellen?
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IPS-Zellen gegen embryonale Stammzellen |
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| IPS-Zellen sind die Zellen, die in vitro durch Umprogrammierung der adulten somatischen Zellen zur Nachahmung von ES-Zellen erzeugt werden. | Stammzellen, die aus mehreren Tage alten Embryonen isoliert werden, werden als embryonale Stammzellen bezeichnet. |
| Isolierung aus Embryo | |
| IPS-Zellen sind keine embryonalen Zellen. | ES-Zellen sind natürliche embryonale Zellen. |
| Pluripotenz | |
| IPS-Zellen sind künstliche pluripotente Zellen. | ES-Zellen sind pluripotente Zellen |
Zusammenfassung - IPS-Zellen gegen embryonale Stammzellen
IPS-Zellen ahmen ES-Zellen nach. Sie sind jedoch nicht perfekt mit ES-Zellen identisch. Beide Zelltypen zeigen Pluripotenz. Beide Zelltypen haben ein großes Potenzial für Tissue Engineering und Krankheitstherapeutika. Die Verwendung dieser Zellen in der Therapie menschlicher Krankheiten wird jedoch aus ethischen und sicheren Gründen immer noch nicht praktiziert. IPS werden durch genetische Neuprogrammierung adulter Zellen erzeugt. Sie sind nicht vom Embryo isoliert. ES-Zellen werden aus in vitro befruchteten Eizellen isoliert, die mehrere Tage alt sind. Dies ist der Unterschied zwischen IPS-Zellen und embryonalen Stammzellen.
