Đang tải... (xem toàn văn)
I. GIỚI THIỆU Sinh học tế bào gốc là một ngành học mới nghiên cứu đặc điểm và các ứng dụng lâm sàng của các tế bào vạn tiềm năng.
Sinh học tế bào gốc phần 1I. GIỚI THIỆUSinh học tế bào gốc là một ngành học mới nghiên cứu đặc điểm và các ứng dụng lâm sàng của các tế bào vạn tiềm năng. Cùng với các ứng dụng lâm sàng tiềm năng, các tế bào gốc thu được từ bệnh nhân cũng có thể được sử dụng như là mô hình bệnh để thử nghiệm tính hiệu quả của thuốc.II. ĐỊNH DANH, PHÂN LẬP VÀ THU NHẬN TẾ BÀO GỐC.1. Các tế bào gốc cư trú:Định nghĩa tế bào gốc vẫn còn tương đối mơ hồ. Tế bào gốc vốn được công nhận là các tế bào không đặc trưng hoặc không biệt hóa, mà có thể cung cấp 1 nguồn tái tạo da, ruột non, và các tế bào máu trong suốt đời sống con người. Các tế bào gốc cư trú này hiện nay có thể được tìm thấy ở các cơ quan khác nhau như biểu mô, hệ tiêu hóa, tủy xương, mạch máu, não, cơ xương, gan, tinh hoàn, và tụy, dựa trên các dấu ấn đặc trưng về vị trí, hình thái và đặc tính hóa sinh của chúng.2. Các tế bào gốc được phân lập:Việc định danh rõ ràng tế bào gốc đòi hỏi sự phân lập và tinh sạch của tế bào, thông thường dựa trên sự kết hợp của nhiều dấu ấn bề mặt tế bào đặc trưng. Các tế bào gốc này, ví dụ như tế bào gốc tạo máu (HS), có thể được nghiên cứu chi tiết, và sử dụng trong các ứng dụng lâm sàng như cấy ghép tủy xương. Tuy nhiên, kiến thức về các dấu ấn bề mặt đặc trưng của những loại tế bào khác vẫn còn thiếu, khiến cho việc phân lập gặp nhiều khó khăn. Thách thức này đã được phần nào giải quyết trên mô hình động vật, bằng cách đánh dấu các loại tế bào khác nhau bằng các protein phát huỳnh quang, sử dụng các promoter đặc trung tế bào. Một cách làm khác cũng có thể được xem xét, đó là các tế bào gốc có thể được phân lập bằng hệ thống phân tách tế bào hoạt hóa bằng tín hiệu huỳnh quang sau khi tế bào được nhuộm bằng Hoechst 33342. Tuy nhiên, cách làm này vẫn cần phải được sử dụng một cách thận trọng vì các tế bào sau khi thu được có thể sẽ không còn thực hiện được chức năng cùa 1 tế bào gốc đặc trưng.3. Nuôi cấy tế bào gốc:Nhằm đạt được một số lượng tế bào đủ phục vụ cho việc phân tích và trị liệu, việc nuôi cấy và gia tăng số lượng các tế bào gốc in vitro là rất cần thiết. Mặc dù việc thu thập tế bào gốc in vitro vẫn đang là 1 trở ngại lớn cho ngành sinh học tế bào gốc, số lượng và loại tế bào gốc được nuôi cấy đã tăng lên đáng kể. Các tế bào gốc nuôi cấy được thu nhận từ tế bào gốc cư trú thường được gọi là các tế bào gốc trưởng thành để chỉ ra nguồn gốc của chúng, và để phân biệt với các tế bào gốc phôi (Embryonic stem cell - ES) và tế bào gốc sinh dục (Embryonic germ cells - EG). Tuy nhiên, với sự hiện diện của các tế bào gốc từ các mô đặc trưng thu nhận từ phôi, ví dụ như tế bào gốc từ lá phôi (trophoblast stem cells – TS), và các tế bào tương tự khác từ phôi/thai, như tế bào gốc thần kinh (neural stem cells – NS), tên gọi “tế bào gốc mô” sẽ thích hợp hơn cho nhóm này.Các loại tế bào gốc nuôi cấy:Tên Nguồn gốc, Thu thập, khả năng bảo quản và các tính chấtTế bào gốc phôi (Embryonic stem cells, ES, ESC)Tế bào gốc phôi (ES) có thể được thu nhận bằng cách nuôi cấy túi phôi hoặc khối nội tế bào từ túi phôi trên lớp bổ trợ của MEF (nguyên bào sợi từ phôi chuột) có bổ sung LIF (leukemia inhibitor factor – yếu tố ức chế bạch cầu) hoặc không. Các tế bào ES có thể hình thành từ lá phôi ngoài. Tế bào ES phát triển thành các khúm tế bào bám chặt kên bề mặt nuôi cấy, với số lượng gấp đôi sau 12h (có LIF), duy trì kiểu gene ổn định ngay cả sau thời gian nuôi cấy và thao tác dài; chúng có thể biệt hóa thành tất cả các loại tế bào, bao gồm trứng và tinh trùng, khi được tiêm vào túi phôi. Tế bào ES có thể hình thành khúm tế bào phẳng, và số lượng nhân đôi sau 35 – 40h khi không bổ sung LIF.Tế bào gốc sinh dục (embryonic germ cells, EG, EGC)Tế bào EG có thể được thu nhận từ nuôi cấy các nguyên bào noãn từ phôi 8.5 đến 12.5 ngày tuổi trên lớp bổ trợ MEF có bổ sung FGF2 và LIF (m). Tế bào EG còn có thể được thu nhận từ việc nuôi cấy mô sinh dục từ phôi/thai 5-11 tuần sau khi thụ tinh trên lớp bổ trợ MEF với FGF2, forskolin và LIF . Tế bào EG cũng cho thấy khả năng biệt hóa vạn tiềm năng như tế bào ES khi được tiêm vào túi phôi chuột (m). Điểm khác biệt duy nhất được ghi nhận là dấu ấn của 1 số gene (ví dụ như Igf2r): dấu ấn dạng này thường sẽ được xóa đi trong giai đoạn hình thành tế bào sinh dục, và vì vậy, dấu ấn gene của các tế bào EG sẽ có khác biệt so với tế bào ES.Tế bào gốc từ nguyên bào nuôi (trophoblast stem cells , TS, TSC)Tế bào TS có thể được thu nhận bằng cách nuôi cấy các tế bào ngoại phôi bì dinh dưỡng của túi phôi 3.5 ngày tuổi, lớp biểu bì ngoại phôicủa phôi 6.5 ngày, và màng đệm biểu bì của phôi 7.5 ngày được nuôi trên lớp bổ trợ MEF với TGF4 (m). Tế bào TS có thể biệt hóa thành các tế bào lá phôi in vitro. TS còn có thể phát triển thành tất cả các loại tế bào phụ lá phôi khi được tiêm vào túi phôi.Tế bào nội bì ngoài phôi (extraembryonic endoderm cells, XEN)Tế bào XEN có thể được thu nhận bằng cách nuôi cấy khối nội tế bào ICM trong điều kiện môi trường không có ES. Tế bào XEN chỉ có thể biệt hóa thành dòng tế bào vách nội bì khi được tiêm vào túi phôi.Tế bào gốc ung thư biểu mô phôi (Embryonic carcinoma cells, EC)Tế bào EC có thể thu nhận từ khối u ác tính phát triển từ ung thư tinh hoàn. Tế bào EC hiếm khi cho thấy đặc tính vạn tiềm năng in vittro, nhưng chúng có thể biệt hóa thành tất cả các loại tế bào khi được tiêm vào túi phôi. Tế bào EC thường có kiểu nhân lệch bội lẻ và một số thay đổi khác trong kiểu gene.Tế bào gốc trung mô (mesenchymal stem cells, MS, MSC)Tế bào MS có thể được thu nhận từ tủy xương, cơ, mô mỡ, máu ngoại vi, và máu dây rốn. Tế bào MS có thể biệt hóa thành các loại tế bào trung mô, bao gồm tế bào mỡ, tế bào xương, sụn, và tế bào tim.Tế bào gốc đa tiềm năng trưởng thành (Multipotent adult stem cell, MAPC)Tế bào MAPC có thể được thu nhận bằng cách nuôi cấy các tế bào đơn nhân tủy xương, sau khi loại bỏ tế bào CD45+ và GlyA+, với FCS, EGF, và PDGF-BB. Tế bào MAPC là các tế bào rất hiếm, hiện diện trong khi nuôi cấy các tế bào trung mô từ tủy xương sơ sinh. MAPC cũng có thể được phân lập từ cơ và não sơ sinh. MAPC có thể biệt hóa thành tất cả các loại mô in vivo khi được tiêm vào túi phôi chuột, và có thể biệt hóa thành các dòng tế bào khác nhau có nguồn gốc từ trung bì, ngoại bì và nội bì in vitro.Tế bào gốc từ nguyên bào tinh (spermatogonial stem cells, SS, SSC)Tế bào SS có thể được thu nhận bằng nuôi cấy tinh hoàn sơ sinh trên tế bào bổ trợ STS với GDNF. Tế bào SS có thể trở thành tế bào sinh tinh dài hạn sau khi được cấy ghép vào tinh hoàn người nhận và cải thiện khả năng thụ tinh.Tế bào gốc mầm phôi (germline stem cells, GS, GSC)Tế bào GS có thể được thu nhận từ tinh hoàn trẻ sơ sinh. Tế bào GS có thể biệt hóa thành 3 lá phôi in vitro và sau đó trở thành nhiều loại mô, bao gồm cả mầm phôi, khi được tiêm vào túi phôi chuột.Tế bào gốc mầm đa tiềm năng (multipotent adult germline stem cells, maGSC)maGSC có thể được thu nhận từ tinh hoàn trưởng thành, và có thể biệt hóa thành 3 lá phôi in vitro và sau đó trở thành nhiều loại mô, bao gồm cả mầm phôi, khi được tiêm vào túi phôi chuột.Tế bào gốc thần kinh (Neural stem cells NS, NSC)Tế bào NS có thể thu nhận từ não thai và não trưởng thành (dưới màng nội mô não thất, màng nội mô não thất và vùng đồi hải mã), được nuôi cấy như là một lớp tế bào hoặc các cụm tế bào gọi là cầu thần kinh . tế bào NS có thể biệt hóa thành tế bào thần kinh và tế bào thần kinh đệm in vivo và in vitro. Gần đây, việc nuôi cấy tế bào NS đã có thể được thực hiện với sự hiện diện của FGF2 và EGF.Tế bào gốc sinh dưỡng không hạn chế (unrestricted somatic stem cells, USSC)USSC là các tế bào tương đối hiếm, từ máu dây rốn, và có thể được thu nhận bằng cách nuôi cấy phần tế bào đơn nhân của máu dây rốn với sự hiện diện của 30% FCS và 10-7M dexamethasone. Tế bào USSC có thể biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau in vitro và đồng thời cũng có thể tạo thành nhiều loại tế bào khi cấy ghép in vivo vào chuột và cừu. Các tế bào USSC là các tế bào CD45- và có thể nhân rộng thành 1015 tế bào mà vẫn không mất đi tính chất vạn tiềm năng.USSC là các tế bào tương đối hiếm, từ máu dây rốn, và có thể được thu nhận bằng cách nuôi cấy phần tế bào đơn nhân của máu dây rốn với sự hiện diện của 30% FCS và 10-7M dexamethasone. Tế bào USSC có thể biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau in vitro và đồng thời cũng có thể tạo thành nhiều loại tế bào khi cấy ghép in vivo vào chuột và cừu. Các tế bào USSC là các tế bào CD45- và có thể nhân rộng thành 1015 tế bào mà vẫn không mất đi tính chất vạn tiềm năng.Việc thu nhận thành công các tế bào gốc nuôi cấy (cả tế bài gốc phôi và tế bào gốc mô) thường đòi hỏi sự hiện diện của các nhân tố tăng trưởng và điều kiện nuôi cấy thiết yếu, mô phỏng theo vi môi trường, hoặc các ổ tế bào gốc cư trú. Ví dụ, sự thu nhận tế bào TS chuột, một thời từng được cho là không thể thực hiện được, nhưng hiện nay đã có thể tiến hành bằng cách sử dụng FGF4, một phân tử được tiết ra bởi các tế bào liên kết với việc phát triển lá phôi in vivo. Vì vậy, việc nuôi cấy các tế bào gốc cư trú khác (như tế bào gốc từ ruột non) hoặc các tế bào gốc phân lập (như tế bào gốc tạo máu) cũng có thể thực hiện được bằng cách nghiên cứu các nhân tố có liên quan đến ổ sinh trưởng bình thường của chúng.Sinh học tế bào gốc phần 2 I. KHẢ NĂNG TỰ THAY MỚI VÀ TĂNG SINH CỦA TẾ BÀO GỐC:1. Sự phân chia tế bào đối xứng và không đối xứng:Khái niệm được chấp nhận nhiều nhất về tế bào gốc là đó là loại tế bào có khả năng đặc biệt, có thể tạo ra các tế bào khác giống hệt tế bào ban đầu (khả năng tự làm mới) và đồng thời tạo ra các loại tế bào đặc biệt khác. Khả năng tự làm mới có thể đạt được bằng hai hướng. Sự phân chia tế bào không đối xứng tạo ra 1 tế bào giống hệt như tế bào ban đầu và 1 tế bào khác với tế bào mẹ ban đầu và được coi như là tế bào tiền thân hoặc tế bào biệt hóa. Việc phân chia này sẽ không làm gia tăng số lượng tế bào gốc. Sự phân chia tế bào đối xứng sẽ tạo ra 2 tế bào con giống hệt nhau. Đối với tế bào gốc, để có thể tăng sinh in vitro, chúng cần phải phân chia đối xứng. Một mình khả năng tự làm mới sẽ không thể định nghĩa được tế bào gốc, bởi vì tất cả các dòng tế bào hình thành, như tế bào HeLa hoặc tế bào NIH3T3 đều có thể tăng sinh bằng cách phân chia đối xứng.2. Tăng sinh không giới hạn in vitroCác tế bào gốc cư trú thường thụ động và hiếm khi phân chia. Tuy nhiên, một khi tế bào gốc đã được nuôi cấy thành công in vitro, chúng thường đạt được khả năng phân chia liên tục và khả năng tăng sinh vượt qua khỏi giới hạn thông thường của các tế bào nuôi cấy nguyên thủy (đôi khi được gọi là vĩnh cửu). Các tính chất này chủ yếu được ghi nhận ở tế bào ES, nhưng cũng có thể xuất hiện ở các tế bào NS, MS, MAPCs, maGSCs, và USSCs, bằng cách đó, gia tăng tiềm năng sử dụng các tế bào này cho việc điều trị.3. Sự ổn định của kiểu gene và kiểu hìnhKhả năng tăng sinh chủ động có liên quan đến tiềm năng tích lũy các đột biến và các bất thường nhiễm sắc thể. Các tế bào ES chuột đã được sử dụng để tạo ra các mô hình động vật có các gene mục tiêu, và đã cho thấy là chúng có khả năng duy trì nhân bội thể và tính toàn vẹn di truyền. Ngược lại, các tế bào ES của người cho thấy chúng dễ bị ảnh hưởng hơn bởi các đột biến gene sau thời gian nuôi cấy dài. Một giới hạn khác là khả năng hình thành khối u sau khi cấy ghép các tế bào gốc đang có khả năng tăng sinh mạnh mẽ. Tế bào ES chuột có thể hình thành khối u khi được tiêm vào các mô hình động vật đã được ức chế miễn dịch.II. TIỀM NĂNG VÀ SỰ BIỆT HÓA CỦA TẾ BÀO GốC1. Tiềm năng phát triểnKhái niệm “tiềm năng” được sử dụng cho khả năng của 1 tế bào có thể biệt hóa thành các loại tế bào đặc trưng khác. Việc thiếu các kiến thức hiện tại về bản chất phân tử của tính tiềm năng đòi hỏi các thí nghiệm cụ thể trên tế bào gốc để có thể thấy rõ tính tiềm năng của chúng. Ví dụ, các thử nghiệm in vivo có thể được thực hiện bằng cách tiêm tế bào gốc vào túi phôi chuột hoặc vào chuột trưởng thành đã được ức chế miễn dịch và xác định bao nhiêu loại tế bào có thể được hình thành từ các tế bào đã được tiêm. Thử nghiệm in vitro có thể tiến hành bằng cách biệt hóa tế bào trong các điều kiện nuôi cấy khác nhau và ghi nhận bao nhiêu loại tế bào có thể được hình thành từ các tế bào ban đầu. Các thử nghiệm in vivo hiện nay vẫn không được phép thực hiện trên người. Cách thông thường nhất để thể hiện tính tự làm mới và tính tiềm năng là chứng minh rằng một tế bào đơn có thể thể hiện các đặc tính này in vitro. Các tế bào gốc nuôi cấy có thể được tạm xếp vào nhóm dựa trên tính tiềm năng của chúng như sau:trên tính tiềm năng của chúng như sau: Tiềm năng Giai đoạn tiền cấy ghépGiai đoạn phôi Giai đoạn sơ sinh Giai đoạn trưởng thànhToàn năng Hợp tử (chuột, người)Vạn năng ES (chuột, người)EG (chuột, người)GS (chuột)USSC (người)MAPC (chuột, người)PEC (chuột, người)maGSC (chuột)MAPC (chuột, người)Đa năng MS (chuột, người)Vài tiềm năng TS (chuột, người)NS (chuột, người)Đơn năng XEN (chuột) SSC (chuột)Các tế bào hoàn thành biệt hóa2. Tiềm năng và nguồn phát triển của tế bào gốc nuôi cấyCó thể được tóm tắt như bảng trên.3. Từ Toàn năng đến Đơn năngCác tế bào toàn năng (totipotent cells) có thể hình thành một cơ thể hoàn chỉnh. Chỉ có 1 trứng đã thụ tinh (hợp tử) mới có tính chất này. Các tế bào vạn tiềm năng (pluripotent cells) (như tế bào ES) có thể hình thành hầu hết các dòng tế bào trong cơ thể (nội bì, trung bì, ngoại bì), bao gồm cả tế bào sinh dục. Tế bào đa tiềm năng (multipotent cells) (như tế bào HS) có thể hình thành nhiều dòng tế bào nhưng không thể hình thành tất cả các dòng tế bào của cơ thể. Tế bào vài tiềm năng (oligopotent cells) (như tế bào NS) có thể hình thành nhiều hơn 1 dòng tế bào nhưng bị giới hạn hơn tế bào đa tiềm năng. Các tế bào vài tiềm năng đôi khi có thể được gọi là các tế bào tiền thân; tuy nhiên, tên gọi này thường được dùng hơn để định nghĩa các tế bào biệt hóa một phần (như tế bào tiền thân dòng tủy) là các tế bào có thể phân chia thành nhiều loại tế bào khác nhau nhưng thiếu khả năng tự làm mới. Các tế bào đơn năng (unipotent cells hoặc monopotent cells), như các tế bào SS, có thể hình thành 1 dòng tế bào biệt hóa duy nhất. Các tế bào đã hoàn thành biệt hóa, như các nguyên bào sợi, cũng có khả năng tăng sinh (có thể coi như là khả năng tự làm mới), nhưng vẫn duy trì loại tế bào đó (không có tiềm năng hình thành loại tế bào khác) và do đó, không thể được coi là các tế bào đơn năng.Sinh học tế bào gốc phần 3 I. TÁI LẬP CHƯƠNG TRÌNH CỦA NHÂN TẾ BÀO:Quá trình phát triển tự nhiên tiếp diễn từ trứng thụ tinh thành tế bào gốc toàn năng đến các tế bào ngoại phôi bì vạn năng, các tế bào đa năng, và cuối cùng đến các tế bào đã biệt hóa hoàn chỉnh. Quá trình này gần giống như hình ảnh một trái banh đang lăn xuống ngọn đồi. Sự đảo ngược từ tế bào biệt hóa hoàn chỉnh trở về tế bào toàn năng hoặc vạn năng (gọi là tái chương trình nhân tế bào) vì thế có thể được xem như là một dòng chảy ngược lên đồi và không bao giờ có thể diễn ra trong điều kiện bình thường. Tuy nhiên, việc tái chương trình nhân tế bào đã được thực hiện, sử dụng cấy ghép nhân, hoặc chuyển nhân (NT), là quy trình mà trong đó, nhân của một tế bào đã biệt hóa được chuyển vào một tế bào trứng không có nhân. Mặc dù đây là một quy trình khó khăn và tỷ lệ thành công rất thấp, các động vật sống đã được tạo ra thành công, sử dụng các tế bào sinh dưỡng trưởng thành từ cơ thể hiến như cừu, chuột, và các loài động vật hữu nhũ khác. Ở chuột, người ta ghi nhận rằng các tế bào ES thu nhận được từ túi phôi tạo ra bằng việc chuyển nhân của tế bào sinh dưỡng thì hoàn toàn không khác biệt so với các tế bào ES bình thường. Quy trình NT có thể được sử dụng để tạo ra các tế bào ES đặc trưng cho bệnh nhân mang một bộ gene giống hệt bộ gene của người bệnh. Tuy nhiên, ứng dụng thành công của cách làm này vẫn chưa được ghi nhận ở người. Nếu bỏ qua các vấn đề về kỹ thuật và đạo đức, nguồn cung cấp noãn hoàng hạn chế chính là vấn đề lớn nhất của việc ứng dụng NT trên người. Trong một cách khác, tái lập trình tế bào sinh dưỡng thành công bằng cách hợp nhất chúng với tế bào ES đã được thực hiện trên chuột và trên người. Tuy nhiên, người ta vẫn chưa rõ làm cách nào để có thể loại bỏ DNA của ES từ tế bào lai. Một trong những nghiên cứu hiện nay là về biện pháp tái lập trình tế bào sinh dưỡng trực tiếp hơn bằng cách đưa các gene đặc trưng vào hoặc nuôi cấy tế bào cùng với dịch chiết của tế bào ES.II. TÍNH MỀM DẺO CỦA TẾ BÀO GỐC HAY SỰ CHUYỂN BIỆT HÓAHình mẫu phổ biến trong sinh học phát triển là một khi tế bào đã biệt hóa, Kiểu hình của chúng sẽ ổn định. Tuy nhiên, một số báo cáo đã cho thấy rằng các tế bào gốc mô, loại người ta thường cho là các tế bào đa tiềm năng theo dòng, lại có khả năng biệt hóa thành các loại tế bào khác bên ngoài giới hạn dòng của nó (được gọi là sự chuyển biệt hóa). Ví dụ, các tế bào ES có thể chuyển thành các tế bào thần kinh cũng như tế bào sinh dục. Tính chất này có thể cung cấp một phương pháp để sử dụng các tế bào gốc mô thu nhận trực tiếp từ người bệnh cho các mục đích trị liệu, từ đó loại bỏ nhu cầu sử dụng tế bào gốc phôi hoặc phát triển các quy trình như tái lập trình tế bào sinh dưỡng của bệnh nhân. Tuy nhiên, nhiều tiêu chuẩn và cách đánh giá khắt khe hơn sẽ phải được áp dụng để có thể thiết lập tính mềm dẻo của tế bào gốc mô. Ví dụ, quan sát quá trình chuyển biệt hóa có thể phản ánh được sự hợp nhất tế bào, tạp nhiễm tế bào tiền thân với các tế bào ở dòng khác, hoặc sự tồn tại bền bỉ của các tế bào phôi vạn năng trong các cơ quan trưởng thành. Do đó, việc liệu sự chuyển biệt hóa có tồn tại hay không và có thể được sử dụng cho các mục đích trị liệu hay không vẫn còn phải được xem xét kỹ lưỡng.III. CHI PHỐI SỰ BIỆT HÓA CỦA TẾ BÀO GỐCCác tế bào gốc vạn tiềm năng (như tế bào ES) có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau, nhưng trong nuôi cấy chúng thường chỉ biệt hóa thành các tế bào dị nguyên. Tuy nhiên, vì mục đích trị liệu, việc điều khiển tế bào gốc biệt hóa thành các loại tế bào đặc trưng là cần thiết (như các tế bào beta tiết insulin). Đây là một lĩnh vực rất sôi động trong nghiên cứu tế bào gốc, và các quy trình đang được phát triển để có thể đáp ứng dược mục tiêu này. Trong bất cứ hệ thống điều khiển biệt hóa tế bào nào, kiểu hình của tế bào cũng phải được đánh giá một cách chặt chẽ. Điều thú vị là các tế bào ES chuột có thể biệt hóa in vitro thành noãn hoàng cũng như tinh trùng, từ đó có thể thụ tinh thành một cơ thể sống.IV. CÁC ĐẶC ĐIỂM PHÂN TỬ CỦA TẾ BÀO GỐC 1. Hệ gene và hệ proteinCùng với các tiếp cận sinh học phân tử chuẩn, hệ gene và hệ protein cũng đang được ứng dụng rộng rãi để phân tích tế bào gốc. Ví dụ, các phân tích DNA đã tiết lộ mức độ biểu hiện của hầu hết các gene và nhận dạng các dấu ấn đặc trưng cho một số loại tế bào gốc. Tương tự, các dữ liệu protein của tế bào gốc cũng đã được tiếp cận bằng cách sử dụng quang phổ khối. Các phương pháp này đang bắt đầu cung cấp một phương tiện quý giá để mô tả và phân loại các loại tế bào gốc khác nhau và các cơ chế phân tử giúp cho chúng các đặc tính chuyên biệt.2. Sự "gốc" của tế bàoKhái niệm này đã được dùng để miêu tả các đặc điểm phân tử thiết yếu của tế bào gốc. Nó cũng được dùng để chỉ ra các chương trình di truyền phổ biến thường thấy giữa các tế bào ES và các tế bào gốc mô (tế bào HS và NS). Một số gene thông thường, như là các gene đáp ứng với stress, đã được nhận dạng, nhưng việc thiếu tính thống nhất giữa các nghiên cứu khác nhau đã khiến cho khái niệm này bị nghi ngờ về tính chính xác.3. Các gene chủ chốt có liên quan đến việc điều hòa tế bào ESNghiên cứu gần đây đã bắt đầu xác định các gene tham gia vào việc điều hóa chức năng của tế bào gốc. Ví dụ, các gene Pou5f1 (Oct3/4), Nanog và Sox2 điều khiển hệ thống mạng lưới chủ chốt điều hòa gene để duy trì tính tự làm mới và tính vạn năng của các tế bào ES chuột và người. Tương tự, người ta thấy rằng sự tương tác và tính cân bằng giữa các nhân tố phiên mã Pou5f1, Cdx2 và Gata6 quyết định số phận của các tế bào ES chuột: kích thích Cdx2 sẽ biệt hóa tế bào ES thành các tế bào lá phôi, trong khi kích thích Gata6 sẽ biệt hóa tế bào ES thành lớp nội bì nguyên thủy. Các phân tích này đã cung cấp các manh mối về chức năng của tế bào gốc và dẫn tới các phương thức hiệu quả hơn để thao tác trên tế bào gốc nhằm phục vụ cho việc trị liệu trong tương lai. . LẬP VÀ THU NHẬN TẾ BÀO GỐC.1. Các tế bào gốc cư trú:Định nghĩa tế bào gốc vẫn còn tương đối mơ hồ. Tế bào gốc vốn được công nhận là các tế bào không đặc. tế bào không đối xứng tạo ra 1 tế bào giống hệt như tế bào ban đầu và 1 tế bào khác với tế bào mẹ ban đầu và được coi như là tế bào tiền thân hoặc tế bào