Введение

Анализ генов стволовых клеток В биологии и медицине геномика стволовых клеток - это анализ геномов стволовых клеток. В настоящее время эта область быстро расширяется из-за резкого снижения стоимости секвенирования геномов. Изучение геномики стволовых клеток имеет широкие последствия в изучении биологии стволовых клеток и возможных терапевтических применений стволовых клеток.

Приложения

Применение исследований в этой области может привести к открытию лекарств и информации о болезнях путем молекулярной характеристики плюрипотентных стволовых клеток с помощью секвенирования ДНК и транскриптома и изучения эпигенетических изменений стволовых клеток и последующих продуктов.

Анализ фенотипа одной клетки

Одним из этапов этого процесса является одноклеточный фенотипический анализ и связь между фенотипом и генотипом конкретных стволовых клеток. В то время как текущие геномные скрининги выполняются с целыми популяциями клеток, сосредоточение внимания на одной стволовой клетке поможет определить специфическую сигнальную активность, связанную с различной степенью дифференцировки стволовых клеток и граничным фоном из-за гетерогенных популяций.

Болезнь Альцгеймера

Анализ индукционных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) или стволовых клеток, способных дифференцироваться во многие различные типы клеток, является предложенным методом лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера (АД). Это включает в себя понимание различий между спорадическим и семейным заболеванием. Сначала они берут образец кожи у пациента и трансформируют его, используя ретровирусы для кодирования таких генов стволовых клеток, как Oct4, Sox2, KLF4 и cMYC. Это позволяет перепрограммировать клетки кожи в специфические для пациента линии стволовых клеток. Получение геномных последовательностей этих отдельных клеток позволит разработать специфические для пациента методы лечения и способствовать пониманию моделей болезни Альцгеймера.

Другие болезни

Этот метод будет использоваться для аналогичных заболеваний, таких как амиотрофический боковой склероз (БАШ) и спинальная мышечная атрофия (СМА). Эти стволовые клетки, полученные от одного пациента, также могут быть использованы для производства клеток, пораженных вышеупомянутыми заболеваниями. Как уже упоминалось, это также приведет к специфическим фенотипам каждого заболевания. Дополнительные химические анализы для разработки более безопасных препаратов могут быть выполнены с помощью информации о последовательности и клеточных культурах на iPSC. После разработки конкретного лекарственного средства его можно перенести на другие клетки больного пациента, а также проверить его безопасность.

Методы

В исследование геномики стволовых клеток входит эпигеномика, исследование геномического масштаба изменения регулятора хроматина. Эти исследования также надеются расширить исследования в области моделей регенеративной медицины и дифференцировки стволовых клеток. Модели экспрессии генов, специфичные для типа клетки, во время развития возникают в результате взаимодействия уровня хроматина. Эпигеномика стволовых клеток фокусируется на эпигенетической пластичности эмбриональных стволовых клеток человека (hESC).

Бивалентные домены

Это включает в себя исследование бивалентных доменов в качестве промоторов или областей хроматина, которые модифицированы транскрипционным инициированием и связаны с утихомирием генов.

Активные усилители

Они также изучают различия между активными и балансирующими усилителями или усилителями, которые конкретно контролируют регулирование гена, зависящего от передачи сигналов. Активные усилители характеризуются ацетилированием гистона H3 H3K27ac и, в то время как они в равновесии, вместо этого метилируются на H3K27me3.

Метилирование

Эпигеномные исследования стволовых клеток также изучают модели метилирования ДНК, в частности характеристики гидроксиметилирования по сравнению с общей метилированием и разницу между метилированием богатых островными CpG и бедными промоторами CpG. В эмбриональных стволовых клетках мышей (mESC) было обнаружено, что имплантированные mESC приобрели аналогичные характеристики гистонной метилирования эмбрионов, в которые они трансплантированы, что указывает на то, что метилирование может быть показательным для окружающей среды. Это поможет изучить различия между индуцированными плюрипотентными и эмбриональными стволовыми клетками. Эти исследования надеются получить информацию о способности к дифференцировке iPSC, сначала необходимо улучшить считывание сигнатуры хроматина.

Регулирующие факторы

Он также надеется, что будет рассматривать регуляторные факторы, которые контролируют развитие человеческого эмбриона. Используя методы медикаментозной терапии, как упоминалось ранее, эпигеномика также позволит получить больше информации о активности лекарств.