وقتی صحبت از ساخت کلیه می شود ، فقط طبیعت دارای مجموعه کامل نقشه ها است. اما تیمی از دانشمندان به رهبری USC موفق شده اند برخی از صفحات طبیعت را از طریق تجزیه و تحلیل جامع نحوه تشکیل کلیه ها از واحدهای فیلترینگ خود که به نام نفرون شناخته می شوند ، قرض بگیرند.
منتشر شده در مجله سلول تکاملی ، مطالعه از آزمایشگاه اندی مک ماهون در گروه زیست شناسی سلول های بنیادی و پزشکی احیا کننده در USC توسط نیلز لیندستروم اداره می شد ، که تحقیقات را به عنوان یک فوق دکتری آغاز کرد و اکنون استادیار در همان گروه است. این مطالعه همچنین تخصص همکاران دانشگاه پرینستون و دانشگاه ادینبورگ در انگلستان را به ارمغان آورد.
تیم تحقیق نقشه هایی را برای چگونگی تعامل سلول ها برای ایجاد پایه های کلیه انسان و چگونگی کمک فرآیندهای غیرطبیعی رشد به دنبال داشت. بیماری. یافته های آنها به عنوان بخشی از اطلس نفروژنز انسانی ، که یک پایگاه داده قابل جستجو است و زمان و مکان فعال بودن ژن ها در کلیه های در حال توسعه انسان ، و پیش بینی تعاملات نظارتی در حال توسعه در انواع سلول ها را در دسترس عموم قرار می دهد.
"تنها یک راه وجود دارد مک ماهون ، مدیر مرکز Eli and Edythe Broad for Medicenerative Medicine و سلول های بنیادی در USC ، گفت: "تنها با درک چارچوب منطقی رشد طبیعی جنینی می توانیم توانایی خود را در سنتز انواع سلول ها ، مدل سازی بیماری ها و در نهایت ساختن سیستم های عملکردی برای جایگزینی کلیه های معیوب بهبود بخشیم."
برای بازسازی نقشه های مولکولی و سلولی طبیعت ، تیم تحقیق صدها نمونه نفرونهای انسان و موش در نقاط مختلف در امتداد مسیرهای معمول رشد خود. این به محققان اجازه داد تا فرایندهای مهمی را که در طول 200 میلیون سال تکامل از زمانی که انسان و موش از نیای مشترک پستانداران خود دور شده اند ، مقایسه کنند. گروه های دیگر دانشمندان را قادر می سازد تا منطق این برنامه های توسعه ای را برای ساخت انواع جدید سلول های کلیوی دنبال کنند. در مجموع ، حداقل 20 نوع سلول تخصصی وجود دارد که شبکه لوله ای پیچیده کلیه را تشکیل می دهند ، که به حفظ تعادل مایعات و pH بدن ، تصفیه خون و تجمع سموم در ادرار برای دفع کمک می کند.
"با ایجاد نمای دقیق. لیندستروم گفت: از فرآیند بسیار پیچیده ای که در آن نفرونهای انسان شکل می گیرند ، ما قصد داریم درک خود را در مورد توسعه و بیماری افزایش دهیم ، در حالی که تلاش ها را برای ایجاد ساختارهای مصنوعی کلیه هدایت می کنیم.
دانشمندان همچنین توانستند موقعیت دقیق بیان ژنهای دارای نقش شناخته شده در ناهنجاریهای مادرزادی کلیه و مجاری ادراری (CAKUT) در انواع خاصی از سلول ها ، محققان شبکه ای از ژن های متقابل را شناسایی کردند. بر اساس این ارتباطات ، تیم پیش بینی کرد که ژنهای نامزد جدید برای کشف در CAKUT و سایر بیماریهای کلیوی مورد بررسی قرار می گیرند.
"رویکرد ما در مورد استنباط مختصات فضایی برای ژنهای بیان شده در تک تک سلولها می تواند به طور گسترده ای برای ایجاد اطلسهای مشابه سایر سیستمهای در حال توسعه اندام مورد استفاده قرار گیرد. لیندستروم گفت: "چیزی که مورد توجه بسیاری از گروه های تحقیقاتی در سراسر جهان است." "این مطالعه نشان دهنده تأثیر علم مشارکتی است که متخصصان را در ایالات متحده و اروپا گرد هم می آورد و آناتومی رشد را با ابزارهای مولکولی ، محاسباتی و میکروسکوپی پیوند می دهد."
نویسندگان دیگر عبارتند از: Guilherme De Sena Brandine، Jinjin Guo، Tracy Tran، Albert D. Kim، Brendan H. Grubbs، Matthew E. Thornton، Jill A. McMahon، Seth W. Ruffins و Andrew D. Smith از USC؛ راشل سیلفون ، شی چن و جیان ژو از موسسه Flatiron و دانشگاه پرینستون ؛ آلیچا تادیچ از دانشگاه پرینستون ؛ آرون واترز ، آرون وانگ و الیزابت لاورو از موسسه Flatiron ؛ بیل هیل از دانشگاه ادینبورگ ؛ و کریس آرمیت دانشگاه ادینبورگ و BGI هنگ کنگ.
پنجاه درصد از این تحقیقات توسط صندوق های فدرال از مutesسسات ملی بهداشت (DK054364 ، DK110792 ، U24DK100845 ، UGDK114907 ، U2CDK114886 و UH3TR00215) پشتیبانی شد. پشتیبانی اضافی از موسسه کالیفرنیا برای پزشکی احیا کننده (LA1-06536) و برنامه شبکه های ژنتیکی موسسه تحقیقات پیشرفته کانادایی (CIFAR) دریافت شد.
.
