في المختبر تمايز متعددة القدرات البشرية الخلايا الجذعية إلى خلايا الأرومة الغاذية

مطلوب المشيمة لنمو وبقاء الجنين أثناء الحمل ويسهل تبادل الغازات والمواد الغذائية والفضلات، والهرمونات بين الدورة الدموية للأم والجنين. الجهاز الأول شكلت خلال مرحلة التطور الجنيني الثدييات هو المشيمة التي تبدأ تطوير 6-7 أيام بعد الحمل في البشر و3،5-4،5 أيام في الفئران ^{1، 2، 3، 4.} خلايا الأرومة الغاذية هي الخلايا أهم من المشيمة، وهذه الخلايا تمثل واحدة من أقرب الأحداث النسب تمايز الجنين الثدييات. أنها تنشأ من خلايا الأديم الظاهر الغاذي خارج الجنينية الخارجية للالكيسة قبل الغرس. معرفتنا المراحل الأولى من تطوير المشيمة محدودة بسبب القيود الأخلاقية واللوجستية على نمذجة التنمية البشرية في وقت مبكر.

خلال زرع الأجنة، أرومة مغذيةغزو ظهارة الأمهات والتمايز إلى خلايا السلف المتخصصة ^5. وmononucleated أرومة غاذية خلوية (CTBS)، الأسلاف غير متمايزة أن تندمج والتمايز إلى أرومة غاذية مخلوية (أن SYNs) وأرومة مغذية الغازية extravillous (EVTs)، التي مرساة المشيمة إلى الرحم. ومتعددة النوى أن SYNs، لا شفاء خلايا متمايزة أن توليف الهرمونات اللازمة للحفاظ على الحمل. الأحداث التمايز الأولى التي تولد EVTs وأن SYNs ضرورية لتكوين المشيمة، وضعف في خلايا الأرومة الغاذية تؤدي إلى الإجهاض، تسمم الحمل، ووزن الولادة ^1. وتشمل أنواع خطوط الخلايا الأرومة الغاذية الإنسان التي تم وضعها CTBS وchoriocarcinomas، والتي تنتج هرمونات المشيمة وعرض خصائص الغازية ⁶ خلد. خلايا الأرومة الغاذية الأولية من مشيمة في الثلث الأول الإنسان يمكن أن تكون معزولة، ولكن الخلايا DIF بسرعةferentiate ووقف تكاثر في المختبر. الأهم من ذلك، حولت وخطوط الخلايا الأولية لديها مختلف ملامح التعبير الجيني، مشيرا إلى أن خطوط الخلايا الأرومة الغاذية مكون للأورام وخلد قد لا تمثل بدقة أرومة مغذية أساسية ^7. بالإضافة إلى ذلك، هذه الخطوط من غير المحتمل أن تشبه الأرومة الغاذية المشيمة الأسلاف الخلايا الجذعية لأنها مستمدة من بعد المرحلة الأولى خلال الثلث الثالث.

وهناك حاجة إلى قوة في نظام الثقافة المختبر من أرومة مغذية الإنسان في مرحلة مبكرة من أجل دراسة الأحداث في وقت مبكر من تشكيل المشيمة وظيفة. الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs)، التي تشترك مع خصائص الكتلة الخلوية الداخلية من الجنين قبل الغرس، كثيرا ما تستخدم لنموذج التنمية البشرية في وقت مبكر، بما في ذلك تشكيل المشيمة المبكر. كل من الخلايا التي يسببها الإنسان الجذعية المحفزة (hiPSCs) وhESCs يمكن التفريق إلى أرومة مغذية في المختبر باستخدام العظام مورالبروتين phogenic 4 (BMP4) ^{8، 9، 10، 11، 12، 13، 14، 15.} هذا التحويل الخلايا المحفزة للخلايا الأرومة الغاذية استخدام BMP4 غير محددة للخلايا البشرية، ويستخدم على نطاق واسع لدراسة تطور المشيمة البشرية في وقت مبكر لأنها لا تتطلب الوصول إلى الأجنة البشرية في مراحلها المبكرة ^{9 و 16.} مؤخرا، تم اكتشاف أن إضافة مثبطات A83-01 (A) وPD173074 (P)، الذي منع SMAD2 / 3 و MEK1 / 2 مسارات الإشارات، ويزيد من كفاءة hPSC التمايز إلى الأسلاف مثل الأديم الظاهر الغاذي، لا سيما أن SYNs وEVTs، دون جيل واسع من الأديم المتوسط، الأديم، أو خلايا الأديم الظاهر ^{9، 17} </suص>. باستخدام هذه الشروط المتوسطة، hESCs متباينة لمدة 12 يوما لديها مماثلة ملامح التعبير الجيني من خلايا الأديم الظاهر الغاذي المعزولة من أجنة الكيسة المرحلة الإنسان وتفرز العديد من الهرمونات نمو المشيمة محددة، ودعم صحة هذا النظام نموذجا في المختبر ^{9 و 11.} هنا، نقدم بروتوكول مفصلة للالتمايز في المختبر من hPSCs إلى الأسلاف الأرومة الغاذية الإنسان باستخدام BMP4 / A / P مستنبت. هذه الشروط تنتج أعداد وفيرة من خلايا لمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك التسلسل RNA، واختلال الجينات باستخدام الرناوات siRNAs والتهابات الممرض، والتعديل الوراثي باستخدام ترنسفكأيشن بوساطة lipofection.