قوة نفاذية الخلية

قدرة الخلية هي إمكانية الخلية على التمايز إلى أنواع أخرى من الخلايا^[1][2].كلما زاد أنواع الخلايا، تتميز الخلية، كلما كانت الفاعلية أكبر.توصف القوة بأنها جين تنشيط الجهد داخل الخلية والذي مثل سلسله متصله تبدأ مع شمول الوسع، لتعيين خلية لديها أكبر قدرة للتمايز، تعدد القدرات، قدرة متعدده، قليلة القدرة، وآخيرا وحادة الوسع.يؤخذ قدره من مصطلح "بوتين" اللاتينية التي تعني " إمثلاك السلطة"

مخطط للخلايا الجذعيه

شمول الوسع

شمول الوسع هو قدرة خلية واحدة لتقسيم وانتاج جميع الخلايا المتباينة في الكائن الحي . الجراثيم و بيضات ملقحة هي أمثلة على خلايا شاملة الوسع.في الطيف لقوة الخلية، شمول الوسع يمثل الخلية التي تحتوي على أكبر إمكانية التمايز.

فمن الممكن لخلية متمايزة تماما للعودة إلى حالة من شمول الوسع. هذا التحويل ل شمول الوسع معقد، غير مفهوم تماما، وهذا الموضوع من البحوث التي أجريت مؤخرا.وقد أظهرت الأبحاث في عام 2011 أن الخلايا قد لاتفرق في خلية مكتملة النمو تماما، ولكن بدلا من ذلك إلى " الاختلاف الخلوي المعقد " من شمول الوسع. نموذج التنمية البشرية هو واحد من النماذج والتي يمكن استخدامها لوصف كيفية نشأة خلايا شمول الوسع. تبدأ التنمية البشرية عندما يخصب الحيوان المنوي البويضة و البويضة المخصبة الناتجة تخلق خلية شاملة الوسع واحدة، تعرف بـ البيضة الملقحة. في الساعات الأولى بعد الإخصاب، هذا الزيجوت ينقسم إلى خلايا شاملة الوسع متطابقة، والتي يمكن أن تتطور لاحقا إلى أي من الطبقات الجرثومية الثلاث للإنسان ( الأديم الباطن ، الأديم المتوسط ، أو الأديم الظاهر ) ، إلى خلايا طبقة الأرومة الغاذية الخلوية أو طبقة الأرومة الغاذية المخلوية من المشيمة.بعد الوصول إلى مرحلة 16 خلية، الخلايا شاملة الوسع من تويتة تتمايز الي الخلايا التي سوف تصبح في نهاية المطاف إما الكتلة الخلوية الداخلية للخلية الأروميه أو في الأرومة الغاذيه الخارجيه.بعد ما يقرب من أربعة أيام للإخصاب و بعد عدة دورات من انقسام الخلايا، هذه الخلايا شاملة الوسع تبدأ في التخصص. كتلة الخلايا الداخلية، و مصدر للخلايا الجذعية الجنينية، تصبح المحفزة.البحث عن انواع ايليجانس معينه، تشير إلى أن آليات متعددة بما في ذلك تنظيم RNA قد تلعب دورا في الحفاظ على شمول الوسع في مراحل مختلفة من التنمية في بعض الفصائل.العمل مع الزرد و الثدييات يشير الي تفاعل آخر بين ميرنا و RNA البروتينات الملزمة (RBPs ) في تحديد اختلافات التنمية.في سبتمبر 2013 ، كان فريق من مركز أبحاث السرطان الوطني الأسباني قادرا لأول مرة لجعل خلايا بالغة من الفئران تتراجع لخصائص الخلايا الجذعية الجنينية وبالتالي تحقيق شمول الوسع.

تعدد القدرات

في بيولوجيا الخلية، تعدد القدرات ( من plurimus اللاتينية، وهذا يعني الكثير جدا، و potens ، وهذا يعني وجود قوة ) ،يشير إلى الخلايا الجذعية التي لديها القدرة على التمايز إلى أي من الطبقات الجرثوميه الثلاث: الأديم الباطن ( البطانة الداخلية للمعدة والجهاز الهضمي، الرئتين) ، الأديم المتوسط ( للعضلات والعظام و الدم، و البولي التناسلي ) ، أو الأديم الظاهر ( أنسجة البشرة والجهاز العصبي ) .ومع ذلك، تعدد القدرات في الخلية بشكل سلسلة متصلة، بدءا من الخلايا متعددة القدرات، تماما التي يمكن أن تشكل كل خلية من الجنين بصورة سليمه، على سبيل المثال، الخلايا الجذعية الجنينيه و iPSCs (انظر أدناه) ، إلى الخلية متعددة القدرات بشكل غير كامل أو التي يمكن أن تشكل خلايا من كل من الطبقات الجرثومية الثلاث ولكن ذلك قد لا يحمل كل صفات خلايا متعددة القدرات تماما.

الخلايا الجذعيه الجنينيه للانسان

تعدد القدرات المحفٌز

خلايا تعدد القدرات الجزعيه المحفزٌه.تختصر عادة كخلايا iPSأو iPSCs ,نوع من الخلايا الجذعيه المستمده اصطناعيا من خلايا غير مُحفزه، عادة خلية جسدية كبيرة السن، عن طريق تحفيز تعبيري "القسري"لبعض الجينات وعوامل الإنتساخ. عوامل الانتساخ هذه تلعب دورا رئيسيا في تحديد حالة هذه الخلايا، كما يسلط الضوء علي حقيقة أن هذه الخلايا الجسديه تحتفظ بنفس المعلومات الجينيه كما الخلايا الجنينيه المبكره. القدرة على تحفيز الخلايا إلى حالة تعدد القدرات كان رائدا في البداية في 2006 باستخدام الخلايا الليفية للفأر و عوامل النسخ الأربعة، Oct4 ، Sox2 ، Klf4 . Myc هذه التقنية تسمى إعادة برمجة حيث حصل شينيا ياماناكا وجون جوردن على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب عام 2012.وكان هذا ثم تلاه في عام 2007 من قبل التحفيز الناجح ل iPSCs الأدمي المستمدة من الخلايا الليفية الجلدية للإنسان، باستخدام أساليب مماثلة لتلك المستخدمة لتحفيز خلايا الفأر.هذه الخلايا المستحثة تحمل خصائص مشابهة للخلايا الجذعية الجنينية من تلك ( ESCs ) ولكن لا تتطلب استخدام الأجنة. بعض التشابه بين ESCs و iPSCs تشمل تعدد القدرات، مورفولوجيا ، قدرة التجديد الذاتي، والميزه تعني أنها يمكن أن تقسم وتتكرر أجل غير مسمى، و التعبير الجيني.

عوامل التخلق المتوالي من المُعتقد انها تشارك في إعادة برمجة الخلايا الجسديه من أجل التحفيز علي تعدد القدرات.وقد تم الاعتقاد بأن بعض عوامل التخلق المتوالي المحدده، بإمكانها العمل أيضا علي مسح علامات تخلق المتوالي الجسديه الأصليه كي تكتسب علامات التخلق المتوالي الجديده، وهي جزء من تحقيق حالة تعدد القدرات. الكروماتين يتم إعادة تنظيمه أيضا داخل iPSCs ويصبح شبيه لمن يوجد داخل ESCs ويكون أقل تكثيف وأكثر الوصول إليه.تغييرات الكروماتين الحقيقي شائعه، ومتسقه أيضا مع حالة الكروماتين الحقيقي في ESCs. ونظرا للتشابه الكبير بين ESCs و iPSCs أصبحت من الاهتمام الكبير للمجتمع البحثي والطبي.وiPSCsاحتمال لديها نفس الأثار والتطبيقات العلاجيه لدي ESCs ولكن دون استخدام الأجنة المثيره للجدل في هذه العملية، موضوع لمناقشة أخلاقيات البيولوجيا العظيمه.في الواقع، تحويل خلايا تعدد القدرات المحفزه للخلايا الجسديه إلي خلايا غير متمايزه وغير محفزه، أشاد في الأصل إلي نهاية الاستخدام المثير للجدل للخلايا الجذعية الجنينية. ومع ذلك، تم العثور على iPSCs ، يحتمل أن يكون مكون أورام، و على الرغم من التقدم، لم يُسمح أبدا للبحوث للمرحلة السريرية في الولايات المتحدة. انتكاسات مثل انخفاضات معدلات تكرارها و الشيخوخة المبكرة و أيضا تم المصادفة عند اتخاذ iPSCs التي تعوق استخدامها كبدائل لـ ESCs. بالإضافة إلى ذلك، فقد استقر الرأي على أن التعبير الجسدي ل عوامل النسخ مجتمعة يمكن أن تحفز مباشرة مصائر أخرى محددة للخلية الجسدية ( transdifferentiation )؛ حدد الباحثون عوامل النسخ الثلاث العصبي - المحددة، التي يمكنها مباشرة تحويل الخلايا الليفية للفأر ( خلايا الجلد ) الي خلايا عصبية تعمل بكامل طاقتها. هذه النتيجة تتحدى محطة الطبيعة التمايز الخلوي وسلامة التزام سلالته. و يعني ذلك أن، بالأدوات المناسبة، كل الخلايا شمول الوسع، يمكن أن تشكل جميع أنواع الأنسجة. بعض الاستخدامات الطبية و العلاجية الممكنة ل iPSCs المستمدة من المرضى، تشمل استخدامها في الخلايا وزرع الأنسجة دون التعرض لخطر الرفض المُواجه عادة. iPSCs يحتمل أن تحل محل النماذج الحيوانية غير المناسبة وكذلك في المختبر، النماذج المستخدمة لـ بحوث الأمراض.

مخطط تصنيع خلايا الدم للانسان

قدرة متعدده

القدرة المتعدده، تصف خلايا السلف ،بأن لديها جين التنشيط لتتمتيز إلي أنواع متعدة ولكن محدودة الغرض.على سبيل المثال، خلايا الدم الجذعيه متعددة القدرات، هي خلايا مكونه للدم.هذا النوع من الخلايا يمكن أن تمييز نفسها إلي أنواع عديده من أنواع خلايا الدم مثل الليمفاويه،وحيدات،عدلات، إلخ.ولكنها لا تتمايز إلى خلايا المخ،خلايا العظم أو الي أنواع خلايا غير الدم. البحوث الجديده المتعلقه بخلايا القدرة المتعدده تقترح أن خلايا القدرة المتعدده تكون قادره علي تحويلها الي أنواع خلايا لا صلة لها بها.في حالة واحده، الخلايا الليفيه يتم تحويلها إلي خلايا عصبيه وظيفيه.وحالة أخري،خلايا الدم الجذعيه في الحبل السري للإنسان يتم تحويلها إلي خلايا عصبيه بشريه.البحث يتركز علي تحويل خلايا القدرة المتعدده الي خلايا تعدد القدرات. تم العثور على خلايا القدرة المتعدده في كثير، ولكن ليس كل نوع من الخلايا البشرية. وتم العثور على خلايا القدرة المتعدده في دم الحبل السري، الأنسجة الدهنية خلايا القلب، نخاع العظام، و الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) في الضرس الثالث. MSCs قد تكون مصدرا جيدة يمكن الاعتماد عليها للخلايا الجذعية وبسبب سهولة في مجموعة من الأضراس في 8-10 سنة من العمر و قبل تكلس الأسنان الكبار. MSCs يمكن أن تتمايز الي بانيات غضروفية، و الخلايا الشحمية.

قلة القدرة

في علم الأحياء، قلة القدرة هو قدرة خلايا السلف للتمييز الي عدد قليل من أنواع الخلايا. هو درجة من الفاعلية. أمثلة على الخلايا الجذعيه لقلة القدرة هي اللمفاوية أو الدم النخاعي للخلايا الجذعية. الخلية اللمفاوية على وجه التحديد، يمكن أن تؤدي إلى خلايا الدم المختلفة مثل خلايا B و T ، ومع ذلك، وليس ل مختلف أنواع خلايا الدم مثل خلايا الدم الحمراء. أمثلة من الخلايا الاصلية هي الخلايا الجذعية للأوعية الدموية وهذا، لديها القدرة على ان تصبح كل من البطانية أو خلايا العضلات الملساء.

وحادة التوسع

في علم الأحياء الخلوي ، خلية وحادة التوسع هو مفهوم الخلايا الجذعية أن أحد لديه القدرة على التمايز إلى نوع خلية واحدة فقط. . في الوقت الحالي غير واضح في حالة وجود الخلايا الجذعية وحادة التوسع الحقيقية. الارومات الكبديه تتمايز الي خلايا كبديه (تشكل غالبية الكبد) .الخلايا الصفراويه (الخلايا الظاهريه من القناه الصفراويه) تعتبر ثنائي المُكن.مرادف قريب لخلايا وحادة التوسع هو خلية السلائف

المصادر

قوة نفاذية الخلية

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة علم الأحياء الخلوي والجزيئي