Сборник методических указаний для обучающихся к практическим занятиям для специальности 060101 Лечебное дело (очная форма обучения) Красноярск 2013

Скачать 2.5 Mb.

Название	Сборник методических указаний для обучающихся к практическим занятиям для специальности 060101 Лечебное дело (очная форма обучения) Красноярск 2013
страница	1/11
Дата	03.04.2013
Размер	2.5 Mb.
Тип	Документы

Содержание

2. Форма организации занятия
4. Цели обучения
Клеточная популяция это
2. Основные критерии, характеризующие клеточную популяцию
3. Термин «клеточная популяция» предложил
5. Статическая клеточная популяция характеризуется
6. Растущая клеточная популяция характеризуется
7. Обновляющаяся клеточная популяция характеризуется
8. К статической клеточной популяции относятся следующие клетки
9. Примером обновляющейся клеточной популяции являются следующие клетки
10. Клеточный клон это
5.2. Основные понятия и положения темы.
Клеточный тип популяции –
Статическая популяция (стабильная)
Растущая популяция
Обновляющаяся популяция
5.3. Самостоятельная работа по теме
5.4. Итоговый контроль знаний
6. Домашнее задание для уяснения темы занятия
7. Рекомендации по выполнению НИРС, в том числе список тем, предлагаемых кафедрой.
...
Полное содержание

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения

Российской Федерации

ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России

Кафедра анатомии и гистологии человека

Новые клеточные технологии

СБОРНИК

МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

для специальности 060101 – Лечебное дело (очная форма обучения)

Красноярск

2013

УДК 611-018.1(07)

ББК 53.530

С 23

Новые клеточные технологии: сб. метод. указаний для обучающихся к практическим занятиям для специальностей 060101 – Лечебное дело (очная форма обучения) / сост. Н.Н. Медведева, Е.А. Хапилина, О.В. Шеломенцева [и др.]. – Красноярск : тип. КрасГМУ, 2013. – 164 с.

Составители: д.м.н., профессор Медведева Н.Н.,

к.м.н., доцент Хапилина Е.А.,

к.б.н., доцент Шеломенцева О.В.,

к.м.н., доцент Жуков Е.Л.,

ст. преподаватель Стрелкович Н.Н.

Сборник методических указаний к практическим занятиям предназначен для аудиторной работы обучающихся. Составлен в соответствии с ФГОС ВПО 2010 г. по специальности 060101 – Лечебное дело (очная форма обучения), рабочей программой дисциплины (2011г.) и СТО СМК 4.2.01-11.Выпуск 3.

Рекомендован к изданию по решению ЦКМС (Протокол №__ от «___»__________20__).

КрасГМУ

2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Занятие № 1. Клеточные популяции – понятие, виды (клеточный тип, дифферон, клон). Статическая, растущая, обновляющаяся популяции………...4

Занятие № 2. Стволовые клетки – понятие, виды, свойства. Детерминация, коммитирование – понятие……………………………………………………….9

Занятие № 3. Дифферон – понятие, клеточный состав. Дифференциация – понятие. Характеристика клеток в ряду дифферона…………………………..15

Занятие № 4. Эмбриональные стволовые клетки – понятие, характеристика, свойства…………………………………………………………………………..21

Занятие № 5. Эмбриональные герминальные клетки – характеристика и свойства в сравнении с эмбриональными стволовыми клетками…………….34

Занятие № 6. Региональные стволовые клетки – определение, классификация. Характеристики и свойства. Возрастные изменения в количестве и качестве региональных стволовых клеток………………………………………………..43

Занятие № 7. Региональные стволовые клетки. Стволовые «ниши» в тканях и органах……………………………………………………………………………55

Занятие № 8. Сходства и различия между региональными стволовыми клетками, эмбриональными стволовыми и эмбриональными герминальными…………………………………………………………………..70

Занятие № 9. Способы получения стволовых клеток, их источники, методики………………………………………………………………………….77

Занятие № 10. Способы культивирования стволовых клеток………………..93

Занятие № 11. Итоговое занятии: стволовые клетки………………………...107

Занятие № 12. Работа в морфологической лаборатории. Отработка навыков по изготовлению гистологических препаратов, овладение основными методами окраски гистологических препаратов (гематоксилин-эозин)……109

Занятие № 13. Новое оборудование для работы в морфологических лабораториях. Характеристика реактивов, используемых в морфологических исследованиях. Новые направления в их производстве……………………..120

Занятие № 14. Световая микроскопия. Новые направления и новое оборудование…………………………………………………………………...124

Занятие № 15. Новые методы морфометрии в морфологических исследованиях…………………………………………………………………..132

Занятие № 16. Морфометрия гистологических препаратов: подсчет удельной плотности паренхимы, стромы в органах, подсчет разных видов клеток……139

Занятие № 17. Наноматериалы – понятие, виды. Основные направления их использования в биологии и медицине. Структурные изменения в органах и тканях при использовании наночастиц в экспериментах на лабораторных животных………………………………………………………………………..146

Занятие № 18. Итоговое занятие: работа в морфологической лаборатории.160

Занятие № 19. Зачетное занятие…………………………………………….....162

Рекомендуемая литература………………………………………………….....163

1. Занятие № 1

Тема «Клеточные популяции – понятие, виды (клеточный тип, дифферон, клон). Статическая, растущая, обновляющаяся популяции».

^ 2. Форма организации занятия: практическое занятие.

3. Значение изучения темы. Цитология – наука о клетке. Клетки и образующиеся в результате их жизнедеятельности неклеточные структуры, являются основой строения и функционирования организма. Внутренние и внешние факторы (гормоны, лекарственные препараты и др.) могут вызывать изменения структуры и функции клеток, что в свою очередь влечет за собой возникновение морфофункциональных изменений в органах и системах. Клетки различных органов и тканей по-разному ведут себя в течение жизненного цикла индивидуумов. Эти различия, прежде всего, могут быть связаны с источниками развития клеток, особенностями их созревания, обновления. Именно изучение перечисленных особенностей может позволить понять сущность многих процессов, происходящих в организме, в норме и при патологии.

^ 4. Цели обучения:

- общая (обучающийся должен обладать ОК и ПК):

- способностью и готовностью анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

- способностью и готовностью к логическому и аргументированному анализу, к публичной речи, ведению дискуссии и полемики (ОК-5);

- способность и готовность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности врача-педиатра, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);

- способность и готовность к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

- способность и готовность анализировать закономерности функционирования отдельных органов и систем, использовать знания анатомо-физиологических основ, основные методики клинико-иммунологического обследования и оценки функционального состояния организма детей и подростков для своевременной диагностики заболеваний и патологических процессов (ПК-16);

- способностью и готовностью изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);

- способностью и готовностью к участию в освоении современных теоретических и экспериментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств в педиатрии, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований (ПК-32);

- учебная:

знать понятие и виды существующих в живых организмах клеточных популяций; уметь по представленной характеристике клеток распознавать их виды; владеть медико-аналитическим понятийным аппаратом, навыками микроскопирования и анализа структурных компонентов клеток органов при световой микроскопии.

5. План изучения темы:

5.1. Контроль исходного уровня знаний (тестирование).

Выбрать один правильный ответ.

^ ^{КЛЕТОЧНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ЭТО}

^{1) группа клеток одного или нескольких типов, которая может быть охарактеризована в понятиях пространства и времени}

^{2) сумма всех клеток организма}

^{3) зигота}

^{4) паренхима органа}

^ 2. ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ КЛЕТОЧНУЮ ПОПУЛЯЦИЮ

^{1) наличие или отсутствие митозов внутри популяции}

^{2) наличие или отсутствие митозов внутри популяции и продолжительность жизни клеток-потомков}

^{3) продолжительность жизни клеток-потомков}

^{4) наличие дифференцировки}

^ ^{3. ТЕРМИН «КЛЕТОЧНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ» ПРЕДЛОЖИЛ}

^{1) Р.Гук}

^{2) А. Левенгук}

^{3) Леблон}

^{4) Р. Вирхов}

4. РАЗЛИЧАЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ВИДЫ КЛЕТОЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ

^{1) стабильные, растущие, обновляющиеся}

^{2) стволовые, растущие, стареющие}

^{3) растущие, зрелые, стареющие}

^{4) стволовые, делящиеся, зрелые}

^ ^{5. СТАТИЧЕСКАЯ КЛЕТОЧНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ}

^{1) высокой митотической активностью}

^{2) не проявляет митотической активности}

^{3) митотическая активность постепенно затухает}

^{4) высокой митотической активностью и быстрой гибелью клеток}

^ ^{6. РАСТУЩАЯ КЛЕТОЧНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ}

^{1) высокой митотической активностью}

^{2) не проявляет митотической активности}

^{3) митотическая активность постепенно затухает}

^{4) высокой митотической активностью и быстрой гибелью клеток}

^ ^{7. ОБНОВЛЯЮЩАЯСЯ КЛЕТОЧНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ}

^{1) высокой митотической активностью}

^{2) не проявляет митотической активности}

^{3) митотическая активность постепенно затухает}

^{4) высокой митотической активностью и быстрой гибелью клеток}

^ ^{8. К СТАТИЧЕСКОЙ КЛЕТОЧНОЙ ПОПУЛЯЦИИ ОТНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ КЛЕТКИ}

^{1) эритроциты}

^{2) нейроны}

^{3) кератиноциты}

^{4) эпителий кишки}

^ ^{9. ПРИМЕРОМ ОБНОВЛЯЮЩЕЙСЯ КЛЕТОЧНОЙ ПОПУЛЯЦИИ ЯВЛЯЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ КЛЕТКИ}

^{1) нейроны}

^{2) кератиноциты}

^{3) кардиомиоциты}

^{4) гепатоциты}

^ ^{10. КЛЕТОЧНЫЙ КЛОН ЭТО}

^{1) ряд дифференцирующихся клеток}

^{2) группа клеток, происходящая от одной родоначальной клетки-предшественницы}

^{3) бластомеры}

^{4) зрелые клетки}

^ 5.2. Основные понятия и положения темы.

Клеточная популяция – это группа однородных по определенному критерию клеток. По Джилберту и Лайта (1965), клеточная популяция – это группа клеток одного или нескольких видов, которая может быть охарактеризована в понятиях пространства и времени. Однако данное определение пространно, согласно данному определению, к клеточному сообществу могут быть отнесены все клетки организма на протяжении всей жизни человека или клетки определенного органа. Леблон рассматривает всего два критерия для характеристики клеточной популяции: наличие или отсутствие митозов внутри популяции и продолжительность жизни клеток-потомков в сопоставлении с продолжительностью жизни хозяина популяции. В гистологической практике рассматривают следующие сообщества клеток: клеточный тип, дифферон, клон.

^ Клеточный тип популяции – это клетки, имеющие одинаковую морфофизиологическую характеристику (одинаковую морфологию и функцию). Например: нейроны, кардиомиоциты, макрофаги. Но имеются различные по функции виды нейронов, кардиомиоцитов, макрофагов. Это разные клеточные типы или фенотипы? Данный вопрос требует уточнения, важно понять основное определение. На основании способности к клеточному обновлению, Леблон выделил 3 категории клеточных популяций: статическая, растущая, обновляющаяся.

^ Статическая популяция (стабильная) – это гомогенная группа клеток, не проявляющих митотической активности, т.е. данная популяция образована клетками, полностью утратившими способность к делению. По мере старения организма количество этих клеток уменьшается, т.к. естественная убыль клеток не восполняется. Пример: нервные клетки, кардиомиоциты.

^ Растущая популяция характеризуется непрерывным новообразованием клеток, клетки в данной популяции способны к делению, но их митотическая активность постепенно затухает. Новообразование клеток в данной популяции, обеспечивает не только ее обновление, но и рост, увеличение массы ткани. Долгоживущие клетки данной популяции, выполняя специализированные функции, сохраняют способность вступать вновь и вновь в клеточный цикл. Пример: клетки печени, почек, щитовидной железы и т.д.

^ Обновляющаяся популяция характеризуется множественными митозами и быстрой гибелью клеток, при этом количество вновь образованных клеток слегка превышает клеточные потери, т.е. для данной популяции характерно закономерное обновление клеток за счет деления камбиальных клеток и их дифференцировки. Пример: эпидермис, эпителий тонкой кишки.

Дифферон – это группа клеток, образующихся из одного вида стволовых клеток. В тканях может быть один или несколько стволовых клеточных дифферонов (эпидермис – 4). В ряду дифферона присутствуют клетки различной степени зрелости (дифференцировки), от стволовых до клеток, заканчивающих свой жизненный цикл.

Клеточный клон – это группа клеток, происходящая от одной клетки-предшественницы. Этот термин наиболее часто употребляется в иммунологии (при попадании в организм антигена, каждая иммунокомпетентная клетка размножается и образуется большое количество клеток (клон), способных синтезировать антитела к данному антигену).

^ 5.3. Самостоятельная работа по теме:

Обучающий должен ознакомиться с текстом учебных пособий, лекций и продемонстрировать следующие умения:

№ п/п	Название практических умений
1.	Дать определение клеточной популяции.
2.	Классифицировать клеточные популяции.
3.	Дать определение клеточному типу популяции.
4.	Классифицировать популяции клеточного типа.
5.	Перечислить отличительные признаки популяций статической, растущей и обновляющейся.
6.	Привести примеры всех видов популяций клеточного типа.
7.	Назвать отличительные черты клеточного дифферона и клона.

^ 5.4. Итоговый контроль знаний:

- ответы на вопросы по теме занятия:

^{Дать понятие «клеточная популяция».}
^{Указать основные критерии, характеризующие клеточную популяцию.}
^{Кем и когда был введен термин «клеточная популяция»?}
^{Представить классификацию клеточных популяций. Что положено в основу классификации?}
^{Дать понятие статической клеточной популяции, примеры.}
^{Дать понятие растущей клеточной популяции, примеры.}
^{Дать понятие обновляющейся клеточной популяции, примеры.}
^{Дать определение «клеточный клон».}
^{Рассмотреть отличия клеточной популяции и клеточного клона.}
^{Назвать существующие сообщества клеток.}

- решение ситуационных задач:

Задача №1.

^{При попадании в организм антигена – одна иммунокомпетентная клетка усиленно размножается и образуется большое количество одинаковых клеток, способных синтезировать антитела к этому антигену.}

^{1.Как называется образованная группа одинаковых клеток?}

^{2. Чем данная группа клеток отличается от клеточного дифферона?}

^{3. В каком разделе медицины наиболее часто употребляется данный термин?}

Задача №2.

^{При микроскопии в ткани присутствуют только зрелые клетки, не проявляющие митотической активности.}

^{Дать название данной группе клеток.}
^{Классифицировать данную группу клеток.}
^{К какой ткани могут принадлежать клетки указанной группы?}

^{Задача №3.}

^{При микроскопии в ткани присутствуют клетки на разных стадиях дифференцировки, характеризующиеся множественными митозами и быстрой обновляемостью.}

^{Указать к какой клеточной популяции клетки ткани могут относиться.}
^{В состав какой ткани данная клеточная популяция может входить?}
^{Дать определение клеточной популяции.}

^{Задача №4.}

^{Клеточная популяция характеризуется непрерывным новообразованием клеток, которое обеспечивает не только обновление клеточной популяции, но и рост, увеличение массы органа.}

^{Указать вид клеточной популяции.}
^{Каким органам данная клеточная популяция может принадлежать?}
^{Указать критерии классификации клеточных популяций.}

^ 6. Домашнее задание для уяснения темы занятия (ответить на контрольные вопросы и тестовые задания, решить ситуационные задачи по теме «Стволовые клетки – понятие, виды, свойства. Детерминация, коммитирование – понятие», см. методические указания для обучающихся № 2 к внеаудиторной работе).

^ 7. Рекомендации по выполнению НИРС, в том числе список тем, предлагаемых кафедрой.

Подготовить рефераты на темы:

1.Характеристика статической популяции клеточного типа на примере нервных клеток.

2.Растущая клеточная популяция на примере клеток печени, ее основные черты.

3.Обновляющаяся клеточная популяция на примере эпидермиса, ее характеристика.

^ 1. Занятие № 2

Тема «Стволовые клетки – понятие, виды, свойства. Детерминация, коммитирование – понятие».

Форма организации занятия: практическое занятие.

^ 3. Значение изучения темы.

В последние десятилетия широкое распространение получили исследования в области клеточной медицины. Основным материалом для исследования в клеточной медицине являются стволовые клетки. Стволовые клетки – это строительный материал для всего организма, поскольку они являются источником как для построения любой ткани в норме, так и для ее обновления при старении и патологии. Учитывая различную способность тканей к их обновлению, уменьшению количества стволовых клеток в организме с возрастом, возникла необходимость более глубокого изучения данных клеток с целью использования их в медицинской практике.

^ 4. Цели обучения:

- общая (обучающийся должен обладать ОК и ПК):

- способностью и готовностью анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

- способностью и готовностью к логическому и аргументированному анализу, к публичной речи, ведению дискуссии и полемики (ОК-5);

- способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности врача-педиатра, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);

- способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

- способностью и готовностью анализировать закономерности функционирования отдельных органов и систем, использовать знания анатомо-физиологических основ, основные методики клинико-иммунологического обследования и оценки функционального состояния организма детей и подростков для своевременной диагностики заболеваний и патологических процессов (ПК-16);

- способностью и готовностью изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);

- способностью и готовностью к участию в освоении современных теоретических и экспериментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств в педиатрии, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований (ПК-32);

- учебная:

знать понятие и виды существующих в живых организмах стволовых клеток;

уметь классифицировать их по степени потентности и по способам получения; владеть медико-аналитическим понятийным аппаратом, навыками распознавания стволовых клеток при микроскопировании по их структурным компонентам.

5. План изучения темы:

5.1. Контроль исходного уровня знаний (тестирование).

Выбрать один правильный ответ

^ СТВОЛОВАЯ КЛЕТКА ЯВЛЯЕТСЯ

1) родоначальницей клеточного дифферона

2) зрелой клеткой

3) высокоспециализированной клеткой

4) клеткой в состоянии митоза

^ ВПЕРВЫЕ ТЕРМИН «СТВОЛОВАЯ КЛЕТКА» ПРЕДЛОЖИЛ

1) Р. Гук

2) Т. Шванн

3) Э. Геккель

4) А. Левенгук

ВПЕРВЫЕ ТЕРМИН «СТВОЛОВАЯ КЛЕТКА» УПОМИНАЕТСЯ

1) в 1685 году

2) в 1715 году

3) в 1868 году

4) в 1910 году

^ 4. УКАЗАТЬ УЧЕНОГО, КОТОРЫЙ ПЕРВЫМ НАЗВАЛ ГЕМОПОЭТИЧЕСКУЮ КЛЕТКУ СТВОЛОВОЙ

1) Р. Вирхов

2) А. Максимов

3) Н. Пирогов

4) В. Елисеев

^ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ БЫВАЮТ

1) тоти-, поли- и унипотентные

2) тоти-, унипотентные, зрелые

3) незрелые, зрелые, стареющие

4) незрелые, зрелые, высокоспециализированные

^ 6. ПОСТЕПЕННОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ПУТЕЙ РАЗВИТИЯ КЛЕТКИ НАЗЫВАЕТСЯ

1) детерминация

2) коммитирование

3) дифференцировка

4) индукция

^ 7.ПОЯВЛЕНИЕ У КЛЕТКИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ЗАПРОГРАММИРОВАННОСТИ ТОЛЬКО НА ОДИН ПУТЬ РАЗВИТИЯ НАЗЫВАЕТСЯ

1) дифференцировка

2) детерминация

3) индукция

4) коммитирование

^ 8. К ТОТИПОТЕНТНЫМ КЛЕТКАМ ОТНОСИТСЯ

1) зигота

2) морула

3) гаструла

4) клетка – родоначальница гемопоэза

9. К ПОЛИПОТЕНТНЫМ КЛЕТКАМ ОТНОСИТСЯ

1) зигота

2) морула

3) клетка – родоначальница гемопоэза

4) гаструла

^ 10. УНИПОТЕНТНОЙ КЛЕТКОЙ ЯВЛЯЕТСЯ

1) клетка, дающая начало только одному клеточному дифферону

2) клетка, дающая начало нескольким клеточным дифферонам

3) зигота

4) яйцеклетка

^ 5.2.Основные понятия и положения темы.

В общепринятом понимании термин «стволовая клетка» обозначает клетку, обладающую способностью к самовоспроизведению (самообновлению) и дающую начало дифференцированным потомкам. Благодаря обнаружению стволовых клеток расширились возможности в области изучения механизмов, которые регулируют эмбриональное развитие, клеточную дифференцировку и сохранение целостности органов и тканей, т.е. гомеостаз. Помимо этого, учитывая уникальные свойства стволовых клеток, а именно их способность к пролиферации и направленной дифференцировке, разработка новых терапевтических подходов, основанных на клеточных технологиях, открывает широкие горизонты в различных областях медицины.

Впервые термин «стволовая клетка» появился в научной литературе в 1868 году в работе выдающегося немецкого зоолога и эволюциониста Эрнста Геккеля (1834-1919гг.). Геккель использовал термин «стволовая клетка» для описания общего предка, некоего одноклеточного организма, от которого, по его мнению, произошли все многоклеточные организмы. Позже, в 1877 году, перейдя от вопросов эволюции к изучению проблем эмбриологии, Геккель предложил назвать оплодотворенную яйцеклетку стволовой клеткой. Использование термина «стволовая клетка» для обозначения отдельной клетки в составе эмбриона, которая способна давать начало множеству специализированных клеток, было введено позже, в конце 19 века.

В 1885 году немецкий биолог Теодор Бовери, исследуя закономерности оогенеза и сперматогенеза, предложил называть стволовыми клетками первичные половые клетки. Примерно в то же время велись активные исследования в области гемопоэза, и в 1908 году русский ученый Александр Максимов предложил называть материнскую гемопоэтическую клетку стволовой клеткой. В 60-х годах прошлого столетия все клетки, способные к неограниченной пролиферации (сомообновлению) и способных давать специализированные клетки-потомки, стали называть стволовыми клетками.

Т.о. стволовые клетки – это примитивные клоногенные клетки, способные к самообновлению и дифференцировке в другие типы клеток.

Стволовые клетки характеризуются наличием следующих свойств:

- они ассиметрично делятся, т.е. при пролиферации стволовых клеток вместо образования двух одинаковых дочерних клеток, одна дочерняя клетка становится коммитированной, способной стать более специализированной, а другая остается неспециализированной – продолжает делиться;

- стволовые клетки способны к самообновлению, т.е. репопулируют (пролиферируют без дифференцировки) на протяжении неопределенно длительного времени или даже в течение всей жизни организма (обеспечивая фактическое бессмертие - иммортальность);

- стволовые клетки могут дифференцироваться в специализированные типы клеток (по крайней мере в клетки двух различных фенотипов), проходя стадию прогениторных клеток (клеток-предшественников) из так называемогократкосрочно существующего пула неспециализированных коммитированных клеток;

- стволовые клетки имеют больший запас прочности и неизменности по сравнению с другими клетками;

- основная функция стволовых клеток – регенерация, любое патологическое

состояние в организме заставляет их активизироваться.

^ По способности к дифференцировке (по степени потентности) стволовые клетки классифицируют на тоти-, поли- и унипотентные. Тотипотентные стволовые клетки способны дифференцироваться в любые клетки организма (зигота). Полипотентные (плюрипотентные) клетки способны образовывать несколько стволовых клеточных дифферонов, но не все клетки организма (клетка-родоначальница гемопоэза). Унипотентная стволовая клетка дает начало только одному клеточному дифферону, т.е. одному типу клеток (большинство стволовых клеток).

Коммитирование – это постепенное ограничение возможных направлений развития клетки. Исходя из данного определения, менее коммитированной клеткой являются тотипотентные стволовые клетки. Наиболее коммитированной – унипотентные стволовые клетки.

Детерминация – появление у клетки генетической запрограмированности только на один путь развития. Это значит, что детерминированными являются унипотентные стволовые клетки и недетерминированными – тоти- и полипотентные клетки.

^ 5.3. Самостоятельная работа по теме:

Обучающий должен ознакомиться с текстом учебных пособий, лекций и продемонстрировать следующие умения:

№ п/п	Название практических умений
1.	Дать характеристику стволовой клетке.
2.	Классифицировать стволовые клетки по степени их потентности.
3.	Представить характеристику процесса детерминации.
4.	Охарактеризовать процесс коммитирования.
5.	Привести примеры стволовых клеток, различающихся по степени детерминации и коммитирования.

^ 5.4. Итоговый контроль знаний:

- ответы на вопросы по теме занятия:

^{Дать определение «стволовая клетка».}
^{Перечислить свойства стволовых клеток.}
^{Дать понятие «детерминация».}
^{Дать понятие «коммитирование».}
^{Представить классификацию стволовых клеток по степени их потентности, привести примеры.}
^{Представить классификацию стволовых клеток по источнику их получения.}
^{Какие существуют способы получения стволовых клеток?}
^{Исходя из свойств стволовых клеток, назвать возможные направления их использования.}
^{Какие стволовые клетки по степени их потентности, рациональнее использовать в медицинских целях?}
^{Назвать возможные осложнения при использовании стволовых клеток в медицине.}

- решение ситуационных задач:

Задача №1.

В эксперименте на животных для восстановления тонкой кишки использованы стволовые клетки, полученные из базального слоя эпителия слизистой оболочки пищевода взрослого человека.

Назвать какая степень потентности характерна для клеток базального слоя эпителия слизистой пищевода.
Возможно ли в данном случае восстановление органа?

Задача №2.

В эксперименте на животных после частичного рассечения спинного мозга, в место травмы введены стволовые клетки, полученные от эмбрионов мышей на 5 сутки эмбриогенеза.

Назвать какими по степени потентности могут быть указанные клетки.
Возможна ли теоретически дифференцировка данных клеток в клетки нейронального ряда?
Каков теоретически возможный исход данного эксперимента?

^ 6. Домашнее задание для уяснения темы занятия (ответить на контрольные вопросы и тестовые задания, решить ситуационные задачи по теме «Дифферон – понятие, клеточный состав. Дифференциация – понятие. Характеристика клеток в ряду дифферона», см. методические указания для обучающихся № 3 к внеаудиторной работе).

^ 7. Рекомендации по выполнению НИРС, в том числе список тем, предлагаемых кафедрой.

Подготовить рефераты на темы:

Характеристика основных свойств стволовых клеток.
Применение стволовых клеток в медицине.
Использование стволовых клеток в биологии.

^ 1. Занятие № 3

Тема «Дифферон – понятие, клеточный состав. Дифференциация – понятие. Характеристика клеток в ряду дифферона».

2.Форма организации занятия: практическое занятие.

3. Значение изучения темы.

Для правильного понимания происходящих в организме процессов построения и обновления тканей, необходимо знать понятие клеточного дифферона, его состав и характеристику клеток в его ряду по степени их дифференциации. Знание данных вопросов позволит правильно оценить суть процессов, происходящих в организме в норме, патологии и позволит прогнозировать возможное восстановление тканей и органов при их патологическом поражении.

^ 4. Цели обучения:

- общая (обучающийся должен обладать ОК и ПК):

- способностью и готовностью анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

- способностью и готовностью к логическому и аргументированному анализу, к публичной речи, ведению дискуссии и полемики (ОК-5);

- способность и готовность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности врача-педиатра, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);

- способность и готовность к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

- способность и готовность анализировать закономерности функционирования отдельных органов и систем, использовать знания анатомо-физиологических основ, основные методики клинико-иммунологического обследования и оценки функционального состояния организма детей и подростков для своевременной диагностики заболеваний и патологических процессов (ПК-16);

- способностью и готовностью изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);

- способностью и готовностью к участию в освоении современных теоретических и экспериментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств в педиатрии, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований (ПК-32);

- учебная:

знать сущность процесса дифференциации клеток;

уметь классифицировать клетки в ряду клеточного дифферона по степени их дифференциации, т.е. зрелости; владеть медико-аналитическим понятийным аппаратом, навыками распознавания клеток разной степени дифференциации при микроскопировании по их структурным компонентам.

5. План изучения темы:

5.1. Контроль исходного уровня знаний (тестирование).

Выбрать один правильный ответ

^ 1. РОДОНАЧАЛЬНИЦЕЙ КЛЕТОЧНОГО ДИФФЕРОНА ЯВЛЯЕТСЯ

1) стволовая клетка

2) малодифференцированная клетка

3) зрелая клетка

4) ткань

^ 2. СТВОЛОВАЯ КЛЕТКА ВЫПОЛНЯЕТ ФУНКЦИИ

1) родоначальницы дифферона

2) зрелой клетки

3) высокоспециализированной клетки

4) дифференцированной клетки

^ 3. КЛЕТОЧНЫЙ СОСТАВ ДИФФЕРОНА

1) малодифференцированные клетки

2) высокоспециализированные клетки

3) клетки от стволовой до высокодифференцированной

4) зрелые клетки

^ 4. ПРОЦЕСС ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ОЗНАЧАЕТ

1) последовательное изменение морфологии и функции клетки

2) последовательное изменение морфологии клетки

3) последовательное изменение функции клетки

4) изменение состава клеток

^ 5. КЛЕТОЧНЫХ ДИФФЕРОНОВ В ТКАНЯХ МОЖЕТ БЫТЬ

1) только один

2) от одного до нескольких

3) несколько

4) два-четыре

6. ПЕРЕЧИСЛИТЬ ВИДЫ КЛЕТОК, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ДИФФЕРОНА

1) стволовые

2) камбиальные

3) стволовые, полустволовые, бластные, зрелые (высокодифференцированные), стареющие

4) зрелые

^ 7. К МАЛОДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫМ КЛЕТКАМ В РЯДУ КЛЕТОЧНОГО ДИФФЕРОНА ОТНОСЯТСЯ КЛЕТКИ

1) стволовые, полустволовые, бластные

2) бластные, зрелые

3) стволовые, зрелые

4) стареющие

^ 8. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАЛОДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ КЛЕТОК

1) высокая митотическая активность, морфологическая и функциональная незрелость

2) высокая способность к делению, высокая специализация

3) морфологическая незрелость

4) морфологическая и функциональная незрелость

^ 9. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЗРЕЛЫХ КЛЕТОК

1) высокая способность к делению

2) не способны к делению, морфологическая и функциональная зрелость

3) морфологическая и функциональная незрелость

4) высокая митотическая активность, морфологическая зрелость

^ 10. РЕГУЛЯТОРАМИ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ КЛЕТОК ЯВЛЯЮТСЯ

1) кейлоны

2) тканевые индукторы

3) кейлоны, тканевые индукторы, гормоноподобные вещества

4) гормоноподобные вещества

^ 5.2.Основные понятия и положения темы.

Клеточный дифферон – это совокупность клеток, образующихся из одного вида стволовых клеток. В состав различных тканей может входить разное число клеточных дифферонов, от одного – до нескольких. Большинство тканей состоят из одного вида клеточного дифферона, однако есть ткани, в состав которых может входить несколько клеточных дифферонов (многослойный плоский ороговевающий эпителий - 4). Каждый вид клеточного дифферона имеет ряд общих признаков: определенный источник развития, специфические черты в строении зрелых клеток, специализированная функция, которая отражает специфичность каждого вида ткани.

В ряду каждого клеточного дифферона можно различить следующие виды клеток: стволовые, полустволовые – клетки-предшественницы, бластные, зрелые и стареющие. В основе данного преобразования клеток лежит процесс, называемый дифференциациацией.

Дифференциация – последовательное изменение структуры и функции клеток, которое обусловлено генетической программой развития и приводит к образованию высокоспециализированных клеток, которые выполняют специфическую функцию, присущую каждому виду ткани.

Отличия между клетками в ряду дифферона:

по способности к митотическому делению;
по морфологии (по строению);
по функциональной активности.

Стволовые, полустволовые, бластные клетки называются малодифференцированными или камбиальными клетками, т.е. это клетки, которые участвуют в построении новых и обновлении старых клеток. Их основное свойство – высокая митотическая активность, также эти клетки характеризуются морфологической и функциональной незрелостью: в них малое количество органоидов и они незрелые, высокий ядерно-цитоплазматический индекс.

^ Зрелые клетки – характеризуются максимальным развитием всех структур клетки, расцветом функциональной активности, они уже не способны к делению.

Стареющие клетки – характеризуются уменьшением числа органоидов и угасанием функции, это клетки, заканчивающие жизненный цикл.

Ткани, имеющие камбиальные клетки называются камбиальными, т.е. они способны к обновлению и восстановлению.

Виды камбиальных клеток

Локализованные клетки – клетки, предшествующие высокодифференцированным клеткам, имеющие в ткани строгую локализацию (многослойные эпителии – камбиальные клетки располагаются только в базальных слоях).
Диффузные клетки – рассеяны по всей ткани (соединительная ткань).
Вынесенные клетки – клетки, которые находятся за пределами ткани (в надхрящнице для хрящевой ткани, или в надкостнице для костной ткани).

Ткани, не имеющие камбиальных клеток, называются бескамбиальными – они не способны обновляться и восстанавливаться (нервная ткань, сердечная мышечная ткань). Данные ткани содержат только дифференцированные (высокоспециализированные) клетки. Эти ткани можно разделить на 2 типа:

Бескамбиальные ткани, клетки в которых сохраняют способность к делению, но эта способность проявляется при стимулирующих воздействиях. В таких тканях возможна клеточная регенерация, т.е. восстановление числа клеток после утраты части из них. Это в значительной степени компенсирует отсутствие камбия (пример: гепатоциты).
Бескамбиальные ткани, в которых клетки полностью утратили способность к делению, а значит к восстановлению, в них регенерация невозможна (сердечная мышечная ткань). В таких клеточных дифферонах присутствуют не все виды клеток, а только высокодифференцированные.

В тех случаях, когда в диффероне постоянно происходит процесс дифференцировки, в норме устанавливается стационарное состояние или состояние динамического равновесия, т.е. каждая клеточная форма дифферона образуется с такой же скоростью, с какой совершается ее убыль (в результате перехода в другие клеточные формы или умирания). При этом содержание каждого вида клеток дифферона оказывается постоянным. Для поддержания стационарного состояния постоянно обновляющегося дифферона необходимо, чтобы его камбиальные клетки (стволовые) не только регулярно вступали в дифференцировку, но и постоянно пополняли свой запас. Иными словами, камбиальные клетки должны обладать способностью к самоподдержанию, что и характерно для стволовых клеток. Обычно при делении стволовой клетки образуются клетки двух типов: клетки, полностью сохраняющие свойства родительских клеток, и клетки, вступающие в процесс дифференцировки.

Дифференцировка клеток находится под гуморальным контролем по принципу обратной связи. Дифференцированные клетки выделяют особые вещества – кейлоны, которые являются ингибиторами клеточных делений. Когда зрелых клеток много, то под действием их кейлонов, деление клеток становится более редким – процесс дифференцировки клеток замедляется. При недостатке дифференцированных клеток ослабевает кейлоновое торможение, и камбиальные клетки начинают чаще делиться и вступать в дифференцировку. Существуют и другие регуляторы дифференцировки:

- в эмбриональном периоде - это тканевые индукторы (хорда выделяет индукторы развития нервной трубки);

- после рождения – это гормоноподобные вещества (эритропоэтин стимулирует эритропоэз в красном костном мозге).

Важно помнить, что регуляторы клеточной дифференцировки влияют не на скорость самой дифференцировки, а только на количество вступающих в нее клеток и количество завершающих ее клеток.

В заключение разбора темы рекомендуется разобрать каждый вид ткани, согласно классификации А.А. Заварзина, на количество присутствующих в ней клеточных дифферонов и их клеточный состав.

^ 5.3. Самостоятельная работа по теме:

Обучающий должен ознакомиться с текстом учебных пособий, лекций и продемонстрировать следующие умения:

№ п/п	Название практических умений
1.	Дать характеристику процессу дифференциации.
2.	Классифицировать клетки по степени их дифференциации в ряду клеточного дифферона.
3.	Привести примеры клеток, различающихся по степени дифференциации, и перечислить их свойства.
4.	Привести примеры тканей с разным числом клеточных дифферонов.

^ 5.4. Итоговый контроль знаний:

- ответы на вопросы по теме занятия:

^{Дать определение клеточного дифферона.}
^{Перечислить виды клеток, входящих в состав клеточного дифферона.}
^{Представить основные отличительные свойства клеток, входящих в состав дифферона.}
^{Дать определение «дифференциация».}
^{Представить характеристику клеток в ряду клеточного дифферона по степени их дифференциации.}
^{Назвать факторы, регулирующие процесс дифференциации клеток.}
^{Привести примеры тканей, в составе которых имеется один вид клеточного дифферона.}
^{Привести примеры тканей, в составе которых имеется несколько видов клеточных дифферонов, назвать их.}
^{Назвать источник формирования и регенерации клеточного дифферона.}
^{Назвать клеточные диффероны, входящие в состав тканей (по классификации А.А. Заварзина).}

- решение ситуационных задач:

^ Задача №1.

В препарате печени при электронной микроскопии выявлены гепатоциты, имеющие различные характеристики: у клеток одной группы ядро преобладает над цитоплазмой, общие органоиды слабо развиты, клетки находятся в разных периодах митоза; в клетках другой группы значения ядерно-цитоплазматического индекса свидетельствуют о преобладании цитоплазмы, общие органоиды хорошо развиты, клетки находятся в периоде G0.

Клетки какой группы являются малодифференцированными? Перечислить их свойства.
Клетки какой группы являются высодифференцированными, что их характеризует?
В чем заключается смысл дифференциации клеток?

Задача №2.

В характеристике многослойного плоского ороговевающего эпителия сказано, что камбиальные клетки локализованы в его базальном слое.

Указать вид камбиальных клеток в данном эпителии.
Назвать число стволовых дифферонов в данном эпителии.
Дать характеристику клеточному дифферону кератиноцитов.

^ 6. Домашнее задание для уяснения темы занятия (ответить на контрольные вопросы и тестовые задания, решить ситуационные задачи по теме «Эмбриональные стволовые клетки – понятие, характеристики, свойства», см. методические указания для обучающихся № 4 к внеаудиторной работе).

^ 7. Рекомендации по выполнению НИРС, в том числе список тем, предлагаемых кафедрой.

Подготовить рефераты на темы:

Камбиальные клетки, понятие, их основные свойства и виды.
Характеристика клеток в ряду клеточного дифферона.
Камбиальные клетки нервной ткани, их особенности и роль в обновлении структур нервной системы.

^ 1. Занятие № 4

Тема: «Эмбриональные стволовые клетки – понятие, характеристика, свойства».

2.Форма организации занятия: практическое.

^ 3.Значение изучения темы. Изучение происхождения и дифференциации различных видов эмбриональных стволовых клеток является основой для понимания их значения в основных процессах клеточных технологий.

^ 4. Цели обучения:

- общая (обучающийся должен обладать ОК и ПК):

способностью и готовностью анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

способностью и готовностью к логическому и аргументированному анализу, к публичной речи, ведению дискуссии и полемики (ОК-5);

способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности врача-педиатра, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);

способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

способностью и готовностью анализировать закономерности функционирования отдельных органов и систем, использовать знания анатомо-физиологических основ, основные методики клинико-иммунологического обследования и оценки функционального состояния организма детей и подростков для своевременной диагностики заболеваний и патологических процессов (ПК-16);

способностью и готовностью изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);

способностью и готовностью к участию в освоении современных теоретических и экспериментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств в педиатрии, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований (ПК-32);

- учебная: знать происхождение и классификацию эмбриональных клеток по происхождению и дифференциации; уметь определять потентность клеток, в зависимости от происхождения; владеть медико-аналитическим понятийным аппаратом.

5. План изучения темы:

5.1. Контроль исходного уровня знаний (тестирование).

Выбрать один правильный ответ.

^ 1. ТОТИПОТЕНТНЫМИ КЛЕТКАМИ ЯВЛЯЮТСЯ

1) клетки, способные образовывать множество различных клеток, но не целый организм

2) клетки, способные образовывать клетки тканей, из которых они были взяты

3) клетки, способные дифференцироваться в любые клетки организма

4) клетки дающие начало только одному типу клеток

^ 2. ИСТОЧНИКОМ ТОТИПОТЕНТНЫХ КЛЕТОК ОБЫЧНО ЯВЛЯЮТСЯ

1) первичные половые клетки, внутренняя клеточная масса бластоцисты или отдельные бластомеры зародышей 8-клеточной стадии, клетки морулы более поздних стадий, зигота

2) региональные стволовые клетки

3) фетальные клетки

4) меземхимные стволовые клетки

^ 3. ФЕРМЕНТ, СПОСОБНЫЙ НАРАЩИВАТЬ КОНЦЫ ЛИНЕЙНЫХ МОЛЕКУЛ ДНК-НОСИТЕЛЕЙ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НАЗЫВАЕТСЯ

1) каталаза

2) теломераза

3) мальтаза

4) ДНК-полимераза

^ 4. ФАКТОРЫ, КОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЯЮТ УНИКАЛЬНОСТЬ ЭСК НАХОДЯТСЯ

1) в цитоплазме

2) в ядре

3) на гранулярной ЭПС

4) в ядрышке

5. ЭМБРИОНАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ, КОТОРЫЕ МОГУТ ДИФФЕРЕНЦИРОВАТЬСЯ В ТРИ ПЕРВИЧНЫХ ЗАРОДЫШЕВЫХ ЛИСТКА: ЭКТОДЕРМУ, ЭНТОДЕРМУ И МЕЗОДЕРМУ НАЗЫВАЮТСЯ

1) тотипотентные

2) плюрипотентные

3) унипотентные

4) мультипотентные

^ 6. ТОТИПОТЕНТНЫЕ КЛЕТКИ, В ОТЛИЧИЕ ОТ ПОЛИПОТЕНТНЫХ, СПОСОБНЫ К ВОСПРОИЗВОДСТВУ

1) клеток всех тканей организма

2) клеток первичных зародышевых листков: эктодермы, энтодермы и мезодермы

3) плаценты, экстраэмбриональных органов и собственно эмбриона

4) мезенхимных клеток

^ 7.СВОЙСТВО ГЕНОМА КЛЕТОК МАКРОМАСШТАБИРОВАТЬ ПРОГРАММЫ ЭМБРИОГЕНЕЗА, В ТОМ ЧИСЛЕ ВОСПРОИЗВОДИТЬ ЛЮБУЮ ИЗ 250 СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ КЛЕТОК ВЗРОСЛОГО ОРГАНИЗМА НАЗЫВАЕТСЯ

1) мультипотентностью

2) унипотентностью

3) тотипотентностью

4) плюрипотентностью

^ 8. ИСТОЧНИКОМ ЭМБРИОНАЛЬНЫХ СТОЛОВЫХ КЛЕТОК ЯВЛЯЮТСЯ

1) клетки, находящиеся в кроветворных органах и крови, способные давать начало, в основном, различным росткам кроветворения

2) клетки, находящиеся в пуповинной крови, плаценте, способные трансформироваться в разные типы клеток

3) первичные половые клетки, внутренняя клеточная масса бластоцисты или отдельные бластомеры зародышей 8-клеточной стадии

4) клетки эмбриона с постимплантационного периода до 8-й недели включительно, способные дифференцироваться в целостный орган или тканевую структуру

^ 9.СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ДНК-БЕЛКОВЫЕ СТРУКТУРЫ, КОТОРЫЕ НАХОДЯТСЯ НА КОНЦАХ ЛИНЕЙНЫХ ХРОМОСОМ ЭУКАРИОТ

1) телосома

2) телекинез

3) теломераза

4) теломеры

^ 10. СТАБИЛЬНОЕ МИКРООКРУЖЕНИЕ ВОКРУГ КАЖДОГО КЛОНА ЭСК (ЭМБРИОНАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК), СОЗДАВАЕМОЕ МОНОСЛОЕМ ФИДЕРНЫХ КЛЕТОК, НАЗЫВАЕТСЯ

1) микроклимат

2) благоприятные условия

3) стволовая ниша

4) экологическая ниша

^ 11. УНИКАЛЬНОСТЬ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЦИТОПЛАЗМЫ ЭСК ПРОЯВЛЯЕТСЯ В

1) избытке РНК 3 тысяч генов, которые отвечают за раннее развитие зародыша

2) генотипе

3) рецепторах плазмолеммы

4) кариотипе

^ 12. СПОСОБНОСТЬ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ПРИ ВВЕДЕНИИ ИХ В ОРГАНИЗМ НАХОДИТЬ ЗОНУ ПОВРЕЖДЕНИЯ И ФИКСИРОВАТЬСЯ ТАМ, ИСПОЛНЯЯ УТРАЧЕННУЮ ФУНКЦИЮ НАЗЫВАЕТСЯ

1) прессинг

2) миграция

3) хоуминг

4) пролиферация

^ 13. ИСТИННЫЕ ЭМБРИОНАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ВХОДЯТ В СОСТАВ

1) трофобласта

2) эмбриобласта

3) гаструлы

4) морулы

14. «ЛИМИТ ХЕЙФЛИКА»ПРОЯВЛЯЕТСЯ

1) ограниченным количеством делений клеток

2) безграничным делением клеток

3) в делении клеток 80-90 раз

4) в делении клеток 20-30 раз

^ 5.2. Основные понятия и положения темы.

В последние годы направление пересадки эмбриональных и иных типов клеток переживает новый расцвет, что связано как с успехами в фундаментальных науках, позволивших культивировать и генетически трансформировать практически любые типы клеток, так и с развитием прикладной трансплантологии, позволившей проводить фактически любые трансплантации при любых патологиях у человека. В настоящее время методы трансплантации эмбриональных клеток (ЭК) и отдельных выделенных соматических клеток (СК) используют: в фундаментальных исследованиях для: изучения эмбриогенеза тканей и органов, изучения процессов дифференцировки тканей и клеток разных типов, изучения взаимодействия различных типов клеток между собой, в т.ч. для конструирования органов in vitro, получения генетических химер, в т.ч. для изучения механизмов иммунитета и иммунного отторжения тканей, иммунодефицитов и иммунно-толерантности, получения моделей генетических заболеваний человека, изучения функционирования различных нервных центров (пересадки гипоталамических ядер, эпифиза и пр.), изучения механизмов старения и разработки методов омоложения тканей (пересадки нервных центров, эпифиза и пр.).

В клинической практике для: лечения заболеваний системы крови (лейкозы, анемии, метаболические болезни), лечения врожденных иммунодефицитных состояний, коррекции иммунодефицитных состояний после химиотерапии и облучения, лечения генных заболеваний человека самой различной природы (метаболические заболевания, дегенеративные заболевания и др.), лечения острой печеночной недостаточности, цирроза и наследственных метаболических заболеваний печени, лечения различных миодистрофий, в том числе с переносом соматических миобластов, лечения дегенеративных заболеваний нервной ткани, инсультов, паркинсонизма и пр, лечения генетических и дегенеративных заболеваний репродуктивной сферы, коррекции инсулин-зависимого диабета тяжелых форм течения, лечение дегенеративных и иных поражений кожи, слизистой, хрящей, глаз и уха и пр.

Для генетиков эмбриональные стволовые клетки - это ключ к расшифровке языка и кодов органогенеза. Изучение эмбриогенеза человека ограничено биоэтикой, поскольку ранние зародыши человека не могут быть средством в руках ученого. Поскольку развитие других млекопитающих имеет свои особенности, эмбриональные стволовые клетки остаются единственной экспериментальной возможностью изучить аномалии органогенеза человека.

Современная генетика и фармакология нацелены на изучение биологии и сигналов стволовых клеток. Программы контролируемого поведения стволовых клеток оказались на порядок сложней и многообразней дифференцированных клеток.

История открытия и изучения эмбриональных стволовых клеток.

Стабильные клеточные линии эмбриональных стволовых клеток 4-дневного эмбриона человека впервые получили американские исследователи Дж. Томсон и Дж. Герхарт в 1998 г.. Этому достижению предшествовали работы М.Эванса и М.Кауфмана. В 1981 г. они впервые показали принципиальную возможность получения стабильных культур клеток млекопитающих, обладающих свойством плюрипотентности. Линии ЭСК мыши оставались в культуре in vitro в недифференцированном состоянии на протяжении более сотни удвоений, а потом in vivo могли участвовать в формировании специальных тканей животного. В 1995 г. Томсон с коллегами, модифицировав технологию выделения мышиных клеток, получил линию ЭСК приматов, а в 1998 г. - и линию клеток человека.

В нашей стране эмбриональные стволовые клетки получены в 2003 г. в Институте биологии гена РАН и в Институте цитологии РАН. 8 лет назад получение эмбриональных стволовых клеток было признано журналом Science третьим по важности событием XX века в биологии после открытия двойной спирали ДНК и расшифровки генома человека.

Определение, характеристики и свойства.

Довольно часто, особенно в русскоязычной литературе, эмбриональными стволовыми клетками называют клетки постимплантационного эмбриона различных сроков развития беременности, которые по своим свойствам скорее схожи с взрослыми стволовыми клетками. Мы же будем говорить только об истинных эмбриональных стволовых клетках, происходящих из бластоцисты, - на той стадии, когда эмбрион состоит из 150-200 клеток трофоэктодермы и внутренней клеточной массы примерно в равном соотношении. Эмбриональные стволовые клетки получают из внутренней клеточной массы бластоцисты на самых ранних стадиях развития эмбриона, когда она еще не имплантировалась в стенку матки. Именно из клеток внутренней клеточной массы в дальнейшем развивается целый организм.

Все специализированные клетки взрослого организма происходят из эмбриональных стволовых клеток.

Стволовые клетки - это «неприкосновенный запас» информации эмбриогенеза, которую нельзя свести только к генам, поскольку каждый этап развития не запрограммирован автоматически, а зависит от сигналов микроокружения.

Очень важным направлением исследований является изучения сигналов в живом организме, которые побуждают популяцию стволовых клеток к определению и размножению и при этом оставаться универсальными до тех пор, пока эти клетки не будут нужными для восстановления или ремонта специфических тканей. Эта информация является необходимой для того, чтобы выращивать значительное количество универсальных стволовых клеток для дальнейших экспериментов.

Внешние сигналы к определению клеток включают химические соединения, которые выделяются другими клетками, а также физический контакт с соседними клетками или определенными молекулами в микроокружении.

Внутренние сигналы контролируются генами самой клетки, которые записаны в длинных цепочках ДНК и сохраняют закодированные инструкции для всех структур и функций клетки.

Внешние сигналы

1. В организме стволовые клетки (СК) локализованы и функционируют в определенном микроокружении. Скофилд для обозначения микроокружения, которое контролирует поведение гематопоэтических СК, предложил использовать термин «ниша».

Нишу СК можно сравнить со средой обитания организма в экосистеме. Ниша не просто является физическим местом пребывания СК, она имеет анатомические и функциональные характеристики. Вне соответствующего микроокружения СК не могут выполнять свои основные функции. Например, гемопоэтические СК могут свободно циркулировать в кровяном русле, но при этом они не функционируют как СК.

Для многоклеточных организмов исключительно важной задачей является поддержание размера популяции СК и сохранение генетической информации. Ниши модулируют функционирование СК при изменении физиологических условий в тканях и органах благодаря специфическим сигналам, обеспечивающим длительное самоподдержание СК, коррекцию их численности и контролирование дальнейшей судьбы их потомков. Являясь частью структурно-функциональных единиц органов и тканей, ниши обеспечивают интеграцию СК и их потомков в структуру ткани и участвуют в гистогенетических и морфогенетических процессах. СК и ниши взрослого организма существуют как единая динамичная система и вместе обеспечивают клеточную основу тканевого гомеостаза. Ниша обеспечивает устойчивость поведения СК за счет дублирования сигнальных путей и конвергенции регуляторных процессов. Однако в некоторых случаях СК могут выйти из-под контроля ниши, что может привести к нерегулируемой пролиферации и неопластическому росту. Концепция ниши расширяет понимание биологии СК, ее значимости для регенеративной медицины и возникновения патологических состояний.

На примере хорошо изученных клеточных систем, отвечающих определению ниши, можно проследить некоторые принципы структурной и функциональной их организации.

Обычно ниши хорошо снабжены кровеносными сосудами и нервными окончаниями и, кроме того, они обеспечивают физическую защиту СК. Например, СК роговицы, находящиеся в лимбе, и СК эпидермиса защищены от действия ультрафиолета благодаря сильной пигментации, СК эпителия тонкого кишечника погружены в крипты, гематопоэтические СК локализованы в медуллярной полости некоторых костей.

2. Рост ЭСК в культуре идет клонами. В отличие от обычного экспоненциального размножения клеток в культуре, клон не растет, а самообновляется. Только

в клоне сохраняется микроокружение, позволяющее стволовым клеткам удерживать необычно высокую генетическую потенцию.

Эта особая геномика клеток сохраняется и воспроизводится только в плотной сфере. Каждая культура ЭСК имеет варьирующую долю клеток в суспензионных агрегатах (сферах).

Одиночные клетки, покидая клон, неизбежно дифференцируются. Лишь агрегаты составляют суммарное пространство плюрипотентных клеток, остальные клетки специализируются под влиянием микроокружения.

Большинство новых фенотипов возникает по периферии клонов. В каждом клоне клетки одновременно дифференцируются в разные фенотипы, подтверждая важность микроокружения (мозаика инструкций-сигналов может быть весьма разнообразной даже внутри одного клона).

3. Внеклеточный матрикс и адгезия стволовых клеток.

ВКМ представляет собой исключительно сложно организованную трехмерную структуру. Он несет большую позиционную информацию и является не только физическим субстратом для прикрепления клеток, но и участвует в формировании клеточного фенотипа. Взаимодействие с ВКМ регулирует экспрессию генов, дифференциацию и пролиферацию СК. В матриксе, в связанном виде находятся многие регуляторные молекулы, в частности факторы роста, способные взаимодействовать с клеточными рецепторами. Так, TGFβ присутствует в ВКМ в латентной форме и в этом виде является лигандом интегрина αβ1.

Интегрины — поверхностные клеточные рецепторы, взаимодействующие с внеклеточным матриксом и передающие различные межклеточные сигналы. От них зависит форма клетки, её подвижность, они участвуют в регулировке клеточного цикла;

Лига́нд (от лат. ligare — связывать) — атом, ион или молекула, связанные с неким центром (акцептором). Понятие применяется в биохимии для обозначения агентов, соединяющихся с биологическими акцепторами (рецепторами, иммуноглобулинами), а также в химии комплексных соединений, обозначая там присоединенные к одному или нескольким центральным (комплексообразующим) атомам металла частицы.

ВКМ активно формируется в результате взаимодействия клеток. Например, эпителиальные и мезенхимные клеточные элементы взаимодействуют при образовании базальной мембраны. Участки ВКМ, которые являются частью ниши и непосредственно контактируют со СК, имеют свои структурные и функциональные особенности.

Интегрины не только обеспечивают адгезию клеток к базальной мембране, но и участвуют в передаче сигналов, обеспечивающих жизнеспособность СК.

Эти сигналы передаются от интегрина β1 с помощью каскада митоген-активируемой протеинкиназы (MАPK). Благодаря такой организации фокальных контактом происходит кооперация ингегринов и факторов роста в процессе создания специфических сигналов oт растворимых митогенов и сигналов, возникаюших в результате контакта с ВКМ и при передаче механических напряжении плазматической мембране. Ингегрины совместно с (факторами роста обеспечивают жизнеспособность клеток за счет усиления экспрессии антиповтотических генов (160) и подавления экспрессии проапоптотических.

Внутренние сигналы

1. Теломераза. Теломеры.

В начале 60-х годов американский учёный Леонард Хейфлик обнаружил, что при культивировании в питательной среде вне организма in vitro нормальные диплоидные (соматические) клетки человека способны делиться лишь ограниченное число раз. Предельное число делений зависело от возраста того, кому принадлежали клетки, взятые в культуру. Так, клетки от новорождённых детей могли пройти 80-90 делений, в то время, как клетки от 70-летних стариков делились только 20-30 раз. Максимальное число клеточных делений было названо "лимитом Хейфлика".

В 1971 году отечественный учёный А.М. Оловников в своей "теории маргинотомии" (от латин. marginalis - краевой, tome - сечение) предположил, что в основе ограниченного потенциала удвоения нормальных соматических клеток, растущих в культуре in vitro, может лежать постепенное укорочение ДНК хромосом с каждым раундом репликации.

Известно, что хромосомы соматических клеток человека несут на каждом конце многократно повторённые гексамеры - TTAGGG, общая длина которых может достигать 10 тысяч пар нуклеотидов. В комплексе со специфическими белками такие тандемные повторы образуют концевые районы хромосом - теломеры. Эти специализированные структуры защищают кодирующую часть ДНК от действия экзонуклеаз, предотвращают неправильную рекомбинацию хромосом и позволяют им прикрепляться к ядерной оболочке. Известно также, что в ходе культивирования in vitro некоторых клонов нормальных клеток (например, фибробластов человека) происходит укорочение теломер в среднем на 50 пар нуклеотидов за каждый цикл деления. Подобное укорочение хромосом происходит in vivo в подавляющем большинстве дифференцированных клеток человека.

Потеря концевых последовательностей при репликации ДНК является одной из причин старения и гибели большинства соматических клеток. Тот же А.М. Оловников предположил, что в клетках организмов, размножающихся вегетативным путём, а также в эмбриональных, стволовых, половых и неограниченно долго делящихся в культуре раковых клетках, "проблема концевой репликации" разрешается за счет существования особого биологического механизма. Эта гипотеза подтвердилась с открытием в 1985 г. Теломеразы - фермента, способного наращивать концы линейных молекул ДНК-носителей генетической информации.

Преемственность генетического материала в поколениях клеток и организмов обеспечивается процессом репликации - удвоения молекул ДНК. В результате этого сложного процесса, осуществляемого комплексом нескольких ферментов и белков, не обладающих каталитической активностью, но необходимых для придания полинуклеотидным цепям нужной конформации, образуются две идентичные двойные спирали ДНК. Эти так называемые "дочерние" молекулы ничем не отличаются друг от друга и от исходной "материнской" молекулы ДНК. Репликация происходит в клетке перед ее делением, поэтому каждая дочерняя клетка получает точно такие же молекулы ДНК, какие имела материнская клетка.

"Проблема концевой репликации" заключается в том, что все известные ДНК-полимеразы, являющиеся ключевыми ферментами сложного репликативного белкового комплекса, неспособны полностью реплицировать концы линейных молекул ДНК. Для того, чтобы клетки не теряли при делении часть генетического материала, 3'-концы ДНК хромосом эукариот наращиваются перед каждым раундом репликации короткими повторяющимися последовательностями. В этом и состоит функция теломеразы.

Активность теломеразы у высших эукариот обнаружена лишь в следующих типах клеток: зародышевых, половых, стволовых и раковых, а также в линиях иммортализованных ("бессмертных") клеточных культур in vitro. В организме при дифференцировке клеток теломераза репрессируется.

2. Исследования, проведенные на ЭСК и эмбрионах мыши, выявили критическую роль Oct-4 в поддержании тотипотентности ранних эмбриональных клеток и клеток зародышевого пути.

Oct-4 (аббревиатура от Octamer-4) — это транскрипционный фактор, содержащий гомеобокс, из семейства POU. Данный белок участвует в самообновлении недифференцированных эмбриональных стволовых клеток. Широко используется как маркёр для недифференцированных клеток. Экспрессия Oct-4 очень тонко регулируется, так как повышение или понижение может приводит к дифференцировке клеток.

Факторы транскрипции (транскрипционные факторы) — белки́, контролирующие процесс синтеза мРНК на матрице ДНК (транскрипцию) путём связывания со специфичными участками ДНК. Транскрипционные факторы выполняют свою функцию либо самостоятельно, либо в комплексе с другими белками. Они обеспечивают снижение (репрессоры) или повышение (активаторы) константы связывания РНК-полимеразы с регуляторными последовательностями регулируемого гена.

Определяющая черта факторов транскрипции — наличие в их составе одного или более ДНК-связывающих доменов, которые взаимодействуют с характерными участками ДНК, расположенными в регуляторных областях генов. Другие белки, играющие ключевую роль в регуляции экспрессии генов, такие как коактиваторы, гистонацетилазы, киназы, метилазы, не имеют ДНК-связывающих доменов, и, следовательно, не могут быть причислены к транскрипционным факторам.

Гомеобокс (англ. homeobox) — последовательность ДНК, обнаруженная в генах, вовлеченных в регуляцию развития у животных, грибов и растений. Гены, которые содержат гомеобокс, образуют отдельное семейство.

Наиболее изученными и наиболее консервативными белками, содержащими гомеодомен, являются Hox-гены, которые контролируют сегментацию во время развития. Однако не все белки, содержащие гомеодомен, являются белками Hox.

Дифференцировка клеток внутренней массы сопровождается понижением уровня Oct-4, а изменение уровня синтеза Oct-4 в ЭСК в свою очередь приводит к потере тотипотентности и переходу к дифференцировке. Кроме Oct-4, имеется еще ряд транскрипционных факторов, синтезируемых в основном недифференцированными ЭСК, например Nanog, который занимает важное место в иерархии факторов, определяющих недифференцированную природу ЭСК, и Genesis. В последнее время, благодаря прогрессу в технологии анализа генной экспрессии, идентифицировано значительное число других генов, экспрессия которых характерна для недиффференцированного состояния ЭСК, и, как и следовало ожидать, обнаружено существенное перекрывание наборов генов, экспрессируемых в ЭСК мыши и человека.

Благодаря своей тотипотентности ЭСК признаны удобной модельной системой для изучения механизмов, лежащих в основе ранних стадий развития млекопитающих. Культивирование ЭСК позволяет также использовать их в качестве тест-системы для оценки влияния различных цитокинов и факторов роста на процессы клеточной дифференцировки.

Обычно же ЭСК выделяют из эмбриобласта на 5-7 сутки развития человеческого зародыша (стадия бластоцисты). Эти клетки плюрипотентны и представляют собой группу зародышевых клеток (около 80-100 клеток) являющихся зачатком всех будущих специализированных клеток. Клетки эмбриобласта способны дифференцироваться во все типы клеток, производные всех трёх эмбриональных зародышевых листков, образовывать любые ткани организма, но не целый организм, поскольку эти клетки не участвуют в образовании экстраэмбриональных структур (плаценты, пуповины др.).

ЭСК характеризуются высоким уровнем экспрессии теломеразы (фермент, добавляющий особые повторяющиеся последовательности ДНК (ТТАГГГ у позвоночных) к 3'-концу цепи ДНК на участках теломер, которые располагаются на концах хромосом в эукариотических клетках), а также выработкой специфического транскрипционного фактора Okt-4, который необходим для поддержания фенотипа ЭСК. И играет ведущую роль в детерминировании ранних этапов эмбриогенеза и дифференцировки.

Для ЭСК человека характерно также наличие на поверхности мембран ранних эмбриональных антигенов – SSEA-3 b SSEA-4, TRA-1-60, TRA-81, которые позволяют идентифицировать репопуляционную активность этих клеток.

В более позднюю фазу развития эмбриона (на 5-12 неделе внутриутробного развития) вплоть до рождения из него выделяют более зрелый тип ЭСК, которые называют СК поздних эмбрионов (5-8 недель гестации) или СК плодов (при сроках более 8 недель гестации).

Свойства:

2-4 сутки развития зародыша (стадия морулы) - тотипотентные стволовые клетки. Клетки внутренней массы вряд ли подпадают под определение СК, поскольку во время эмбриогенеза они превращаются в клетки других типов и, следовательно, в своей массе не обладают способностью к самоподдержанию. Тем не менее, при культивировании ех vivo в особых условиях внутренней клеточной массы бластоцисты можно получить так называемые эмбриональные стволовые клетки (ЭСК). Эти клетки обладают тотипотентностью, поскольку при введении в бластоцисту они могут давать начало всем тканям организма. Кроме того, в культуре in vitro они могут дифференцироваться во множество типов клеток, происходящих из всех трех зародышевых листков эмбриона.

Тотипотентность способность дать начало, по меньшей мере, 350 различным типам клеток, а также внеэмбриональным тканям (плацента, эмбриональные оболочки) и эмбриону в целом.

Эмбриобласт на 5-7 сутки развития человеческого зародыша (стадия бластоцисты) – полипотентные (плюрипотентные).

5-12 неделя внутриутробного развития, вплоть до рождения из него выделяют более зрелый тип ЭСК, которые называют СК поздних эмбрионов – полипотентные (плюрипотентные).

ЭСК из бластоцист обладают более широким пролиферативным и дифференцировочным потенциалом по сравнению с клетками из зародышевых половых бугорков. Кроме того, получение последних связано с большими трудностями. Но большая часть исследователей считает ЭСК всё-таки плюрипотентны, т.к. на сегодняшний день ещё не удалось получить экстраэмбриональные ткани. Это свойство ЭСК, послужило толчком к бурной исследовательской деятельности по изучению эмбриональных стволовых клеток, и открыла широкие перспективы их практического использования в биологии и медицине, в первую очередь в трансплантологии, иммунологии и геронтологии. Оригинальный метод получения эмбриональных СК из бластоцисты человека изложен в знаменитом патенте № 6.200.806, полученном в марте 2001 года Висконсинским фондом питомцев. Патент продан фирме Geron частично, на получение некоторых специализированных клеток человека (нейроны, кардиомиоциты, клетки печени, клетки поджелудочной железы).

Кроме того, эмбриональная стволовая клетка отличается от других (взрослых) клеток тем, что, теоретически, для нее лимит делений неисчерпаем, и клетка может делиться бесконечно, но без образования злокачественной опухоли. Таким образом, второе важное свойство эмбриональных СК — фактическое бессмертие (иммортальность).

^ 5.3. Самостоятельная работа по теме:

Обучающийся должен ознакомиться с текстом учебных пособий и продемонстрировать следующие умения:

№ п/п	Название практических умений
1	Классифицировать эмбриональные стволовые клетки.
2	Перечислить свойства эмбриональных стволовых клеток.
3	Назвать факторы, определяющие свойства эмбриональных стволовых клеток.

^ 5.4. Итоговый контроль знаний:

- ответы на вопросы по теме занятия:

1.Значение изучения ЭСК (эмбриональных стволовых клеток).

2.Ограничение в использовании эмбриональных стволовых клеток.

3.Природные источники эмбриональных стволовых клеток, которые подаются репрограммированию в линии ЭСК.

4.Основной источник сырья для получения клонов ЭСК.

5.Поясните процесс получения искусственной бластоцисты.

6.Строение бластоцисты.

7.Значение трофобласта.

8.Чем представлен эмбриобласт?

9.Механизм пролиферации ЭСК.

10.Каким образом происходит смена жизненного пути ЭСК?

11.Каким образом предполагается отличать ЭСК от других СК?

12. Назовите основные свойства ЭСК.

13. Что определяет уникальность ЭСК?

14. Какие же проблемы возникнут у экспериментатора на пути от того, как взять стволовую клетку, заставить ее пройти путь дифференцировки, получить из нее готовые ткани (органы) и пересадить их в живой организм?

15. Как решить проблему антигенной несовместимости?

- решение ситуационных задач:

Задача № 1.

Бластоцисты млекопитающих и человека получают в лабораторных условиях.

1. Почему процесс называют «химеризация»?

2. Назовите этапы получения бластоцисты.

3.Что является источником развития данных клеток?

Задача № 2.

В состав бластоцисты входят трофобласт и эмбриобласт.

1. Опишите строение трофобласта.

2. В чём его значение?

Задача № 3.

В состав бластоцисты входит трофобласт и эмбриобласт.

1.Чем представлен эмбриобласт?

2.Какими свойствами обладают его клетки?

Задача № 4.

Смена жизненного пути клеток осуществляется при условии изменения характера их культивирования.

1.Каким образом клетка это воспринимает?

2.Куда передаётся сигнал в клетке?

3.К чему приводит восприятие сигнала?

Задача № 5.

Эти эмбриональные ткани не отторгаются реципиентом, быстро растут при трансплантации, реакция трансплантант против хозяина минимизирована, имеют тенденции переживать иссечение, рассечение и пересадку лучше.

1.Что обеспечивает отсутствие отторжения?

2.Чем определяется быстрый рост?

3..Каким образом объясняется лёгкость их трансплантации и приживления?

^ 6.Домашнее задание для уяснения темы занятия (ответить на контрольные вопросы и тестовые задания, решить ситуационные задачи по теме «Эмбриональные герминальные клетки – характеристика и свойства в сравнении с эмбриональными стволовыми клетками», методические указания для обучающихся № 5 к внеаудиторной работе).

^ 7. Рекомендации по выполнению НИРС, в том числе список тем, предлагаемых кафедрой

Подготовить рефераты на темы:

1.Тотипотентные клетки: происхождение, характеристика, особенности функционирования.

2.Теломераза. Её значение в жизнедеятельности клетки.

3.Цитокины. Характеристика, классификация, биологические функции.

^ 1. Занятие № 5

Тема «Эмбриональные герминальные клетки – характеристика и свойства в сравнении с эмбриональными стволовыми клетками».

2.Форма организации занятия: практическое.

3.Значение изучения темы. Знание происхождения, источников развития, дифференциации эмбриональных герминальных клеток и их отличий от эмбриональных стволовых клеток необходимо для понимания значения их в основных процессах развития и для правильной оценки возможного их использования в репаративной медицине.

^ 4. Цели обучения:

- общая (обучающийся должен обладать ОК и ПК):

- способностью и готовностью анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

- способностью и готовностью к логическому и аргументированному анализу, к публичной речи, ведению дискуссии и полемики (ОК-5);

- способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности врача-педиатра, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);

- способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

- способностью и готовностью анализировать закономерности функционирования отдельных органов и систем, использовать знания анатомо-физиологических основ, основные методики клинико-иммунологического обследования и оценки функционального состояния организма детей и подростков для своевременной диагностики заболеваний и патологических процессов (ПК-16);

- способностью и готовностью изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);

- способностью и готовностью к участию в освоении современных теоретических и экспериментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств в педиатрии, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований (ПК-32);

- учебная: знать происхождение, закладку и развитие герминальных клеток, состояние эмбриональных герминальных клеток в культуре; уметь определять потентность клеток в зависимости от происхождения, отличать эмбриональные стволовые клетки от эмбриональных герминальных; владеть: медико-аналитическим понятийным аппаратом.

5. План изучения темы:

5.1. Контроль исходного уровня знаний (тестирование).

Выбрать один правильный ответ.

^ 1. КЛЕТКИ НАЗЫВАЮТСЯ ГЕРМИНАЛЬНЫМИ, ПОТОМУ ЧТО

1) их получают из бластоцисты

2) их получают из зародыша (до 2-х недель развития)

3) их получают из эмбриона (до 6 недель развития)

4) их получают в неонатальный период развития

^ 2. ВИЛЬСОН В ПЕРВОМ ИЗДАНИИ СВОЕЙ КНИГИ «КЛЕТКА В РАЗВИТИИ И НАСЛЕДСТВЕННОСТИ» ПРЕДПОЛОЖИЛ

1) существование стволовых клеток, обеспечивающих поддержание сперматогенеза

2) существование стволовых клеток, обеспечивающих поддержание овогенеза

3) существование стволовых клеток, не обеспечивающих поддержание сперматогенеза

4) существование стволовых клеток, не обеспечивающих поддержание овогенеза

^ 3. ПРИМОРДИАЛЬНЫЕ ЗАРОДЫШЕВЫЕ КЛЕТКИ ХАРАКТЕРИЗУЮТСЯ

1) транскрипционной активностью

2) специфической экспрессией транскрипционного фактора Okt4

3) экспрессией щелочной фосфатазы

4) все ответы верны

^ 4. ПОСЛЕ МИГРАЦИИ В НЕДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ ГОНАДЫ САМОК КЛЕТКИ

1) делятся ассиметрично

2) арестовываются

3) митотически делятся

4) вступают в мейоз

^ 5. ПОСЛЕ МИГРАЦИИ В НЕДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ ГОНАДЫ САМЦОВ КЛЕТКИ

1) митотически делятся

2) арестовываются

3) делятся ассиметрично

4) вступают в мейоз

^ 6. КЛЕТКИ, КОТОРЫЕ МОГУТ СТАТЬ РЕАЛЬНОЙ АЛЬТЕРНАТИВОЙ ЭМБРИОНАЛЬНЫМ СТВОЛОВЫМ КЛЕТКАМ

1) вырабатываются в яичках взрослого человека

2) вырабатываются в яичниках взрослого человека

3) не существуют

4) вырабатываются в тканях взрослого человека

7. ^ МУЛЬТИПОТЕНТНЫЕ ГЕРМИНАЛЬНЫМЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ВЗРОСЛОГО ПОСЛЕ ИНЪЕКЦИИ В ЭМБРИОН

1) обладают способностью самопроизвольно дифференцироваться в один тип тканей

2) обладают способностью самопроизвольно дифференцироваться вовсе типы тканей

3) обладают способностью самопроизвольно дифференцироваться в 3 основные типа эмбриональных тканей

4) не обладают способностью самопроизвольно дифференцироваться в 3 основные типа эмбриональных тканей

^ 8. ЕДИНСТВЕННЫМ ТИПОМ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК, ПЕРЕДАЮЩИХ ГЕНЕТИЧЕСКУЮ ИНФОРМАЦИЮ ПОТОМКАМ

1) является культура эмбриональных стволовых клеток

2) является культура сперматогониальных стволовых клеток

3) является культура первичных половых клеток

4) является культура гемопоэтических клеток

^ 9. НЕОНАТАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ ЯИЧЕК В ОБОГАЩЁННОЙ ФАКТОРАМИ РОСТА (GDNF, bFGF, EGF, LIF) СРЕДЕ ДАЮТ НАЧАЛО

1) колонии эмбриональных клеток

2) колонии герминальных клеток

3) колиниям эмбриональных и герминальных клеток

4) клеткам-предшественницам

^ 10. ПО РЕЗУЛЬТАТАМ АНАЛИЗА ДОЛГОВРЕМЕННОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ 266 ГЕРМИНАЛЬНЫХ КОЛОНИЙ, УЧЕНЫЕ ПРЕДПОЛОЖИЛИ

1) ЭС-подобные, ГСК и ППК имеют сходное происхождение

2) ЭС-подобные, ГСК и ППК имеют различное происхождение

3) ЭС-подобные клетки и ГСК имеют сходное происхождение

4) ЭС-подобные клетки и ГСК имеют различное происхождение

^ 11. ИССЛЕДОВАТЕЛИ ПРЕДЛАГАЮТ НАЗЫВАТЬ ЭС-ПОДОБНЫЕ КЛЕТКИ МУЛЬТИПОТЕНТНЫМИ ГЕРМИНАЛЬНЫМИ КЛЕТКАМИ (МГК), ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ

1) отличить их от герминальных клеток, дающих начало только половым клеткам

2) отличить их от первичных половых клеток

3) отличить их от эмбриональных стволовых клеток

4) не различать клетки

^ 5.2. Основные понятия и положения темы.

Различаются три периода пренатального развития: (а) герминальный (около 2 недель), (б) эмбриональный (около 6 недель) и (в) фетальный (около 30 недель - вплоть до рóдов).

(а) ^ Герминальный период. Оплодотворённая яйцеклетка, или зигота, существует около двух недель. В течение этого времени происходит её быстрое дробление и первичная организация клеток в виде бластоцисты, которая погружается в стенку матки. Закладываются структуры, которые обеспечивают питание и защиту организма: амнион, хорион, желточный мешок, плацента, пупочный канатик (пуповина). Период завершается формированием зародыша, или эмбриона.

(б) ^ Эмбриональный период. Сформировавшийся зародыш, или эмбрион, в течение шести недель (с третьей по восьмую неделю беременности) приобретает черты, присущие только человеку.

- Эмбриональные герминальные клетки – тип плюрипотентных эмбриональных клеток.

Источником плюрипотентных стволовых клеток эмбриона является внутренняя клеточная масса бластоцисты (эмбриональные стволовые клетки - ЭСК) и примордиальные (первичный, примитивный) герминальные клетки (герминальные стволовые клетки - ГСК). Стволовые клетки, полученные из ПЗК, называются эмбриональными герминативными клетками (ЭГК) и являются предшественниками клеток спермы и яйцеклеток.

Вильсон (Е. В. Wilson, 1896) еще в первом издании своей книги «Клетка в развитии и наследственности» предположил существование стволовых клеток, обеспечивающих поддержание сперматогенеза.

Герминативные стволовые клетки в яичниках млекопитающих самоподдерживаются во время эмбриогенеза, и уже к моменту рождения продукция ооцитов заканчивается.

- Закладка и развитие герминальных клеток.

В раннем эмбриогенезе несколько клеток предназначено, чтобы стать примодиальными зародышевыми клетками. Эти клетки распознаются по специфичной для зародышевой линии транскрипционной активности, со специфической экспрессией транскрипционного фактора Okt4 и продукта дрозофилийного гена VASA. Примордиальные зародышевые клетки распознаются также по экспрессии щелочной фосфатазы.

После миграции в недифференцированные гонады эти клетки дифференцируются в предшественники зародышевых клеток самок или самцов в зависимости от половой дифференцировки гонад. Необратимое решение принимается, когда эти клетки или вступают в мейоз, чтобы стать ооцитами, или арестовываются, когда начинает формироваться семявыносящий тяж, чтобы сформировать яички. Передача сигналов об этих событиях передаётся через соматические клетки. Этот механизм позволяет примордиальным зародышевым клеткам самцов сохранить пролиферативную активность для поздних стадий тестикулярного развития, чтобы дифференцироваться в гоноциты и стать новым типом стволовых клеток, недифференцированным сперматогонием, который даст миллионы дифференцирующихся зародышевых клеток у взрослых. Гоноциты определяются по их морфологическим характеристикам и функциональным свойствам реанициации митотической активности, ассоциированной с формированием первой генерации сперматогоний типа А. Сперматогонии также определятся на основании их морфологии, включая присутствие гетерогенного субнабора клеток, содержащих недифференцированные (стволовые клетки) и дифференцирующие клетки.

Условия культивирования и особенности поведения эмбриональных герминальных клеток в культуре. В 1998 году группе Shamblott - Gearhart впервые удалось выделить ГСК из ранних эмбрионов - 5-9 недель гестации человека (гестация – это период вынашивания плода в матке). Однако получение этих уникальных клеток из ранних эмбрионов человека вызывает этические противоречия.

Первичные зародышевые клетки (ПЗК) выделяли из крови эмбрионов 13-14 стадии и гонад 19 стадии развития. Для культивирования ПЗК из крови использовали питательную среду, в которой предварительно культивировались клетки гонад. При этом ПЗК, находящиеся в крови, прикрепляются к подложке культивирования и делятся, формируя колонии на 7-9 день культивирования. При обработке реактивом Шиффа эти клетки окрашиваются в малиново-красный цвет.

Кроме того, примордиальные половые клетки от эмбрионов мыши 8,5 и 12,5 ED (дней беременности) при определённых условиях культивирования могут давать начало плюрипотентным стволовым клеткам. Такие клетки, называемые эмбриональными герминальными (ГСК) обладают способностями к дифференцировке, сходными с эмбриональными стволовыми (ЭС) клетками, полученными из внутренней клеточной массы бластоцисты.

Клетки данного типа имеют небольшой размер – в пределах 10 мкм, очень большое ядро. На молекулярном уровне эти клетки экспрессируют регуляторные белки, транскрипционные факторы Oct4, Nanog, Sox2, поверхностные маркеры SSEA1, Tra-1-60, Tra-1-81, отсутствует экспрессия маркеров, которые характерны для клеток каких-либо типов тканей, также есть экспрессия типично эмбриональных белков (щелочная фосфатаза фетального типа (встречающаяся только у плода), овальбумин и прочие).- Альтернатива ЭСК

Клетки, вырабатывающиеся в яичках взрослого человека, могут стать реальной альтернативой эмбриональным стволовым клеткам. Терапия с использованием стволовых клеток является перспективным направлением современной медицины. Наибольший интерес представляет полипотентность - способность эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) дифференцироваться в любые типы клеток, тканей и органов; в перспективе ЭСК могут использоваться для "ремонта" поврежденных структур.Основным источником стволовых клеток является человеческий эмбрион, что ограничивает применение этих клеток по этическим соображениям.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

плохо

не очень плохо

средне

хорошо

отлично

Ваша оценка этого документа будет первой.

Ваша оценка:

	Сборник методических указаний для обучающихся к внеаудиторной (самостоятельной) работе для специальности		Ик методических указаний для обучающихся к практическим занятиям по дисциплине «Антропология» для
	Учебной работе д м. н., проф. С. Ю. Никулина 2012 г. Перечень вопросов к экзамену по дисциплине «Анатомия»		Форма освоения основной профессиональной образовательной программы по специальности 060101 Лечебное
	Ика внутренних болезней тестовый контроль с эталонами ответов для студентов 3-го курса, обучающихся «Красноярский государственный медицинский университет им проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого Министерства...		Методические указания к практическим занятиям для студентов медицинского факультета специальности
	Программа по микробиологии для обучения студентов лечебного факультета и факультета спортивной медицины		Учебно-методическое пособие по дисциплине «пропедевтика внутренних болезней, лучевая диагностика»
	В. В. Иванова Патология сборник ситуационных задач с эталонами ответов для студентов 2-3 курсов, Патология: сборник ситуационных задач с эталонами ответов для студентов 2-3 курсов, обучающихся по...		Сборник тестовых заданий с эталонами ответов для студентов 6 курса, обучающихся по специальности Патофизиология: сборник тестовых заданий с эталонами ответов для студентов 6 курса, обучающихся по...

Сборник методических указаний для обучающихся к практическим занятиям для специальности 060101 Лечебное дело (очная форма обучения) Красноярск 2013

Похожие: