Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà MỤC LỤC I Giới thiệu .2 1.1 Cấu trúc xương 1.2 Đặc tính tế bào xương trưởng thành ……………………………… II Các tế bào satellite xương trưởng thành ………………………… 2.1 Nguồn gốc tế bào satellite ……………………………………… … 2.2 Những phân tử marker tế bào satellite …………………………… 2.3 Các tế bào satellite cần thiết đủ cho trình tái tạo ……………… 12 2.4 Tự đổi tế bào satellite ………………………………… …… 13 2.5 Tính đa tế bào satellite ……………………………………….15 III Cơ chế tế bào phân tử tái tạo cơ…………………………… 18 3.1 Phá hủy sợi gây viêm ……………………………… …………… 19 3.2 Pha phát triển ………………………………………………………… 21 3.3 Sự dung hợp tế bào tiền thân ………………………………… 24 IV Các phân tử tín hiệu điều hòa kích hoạt phát triển SCs ……25 4.1 Tổng quan phát triển xương ……………………………………………25 4.2 Vị trí satellite cell (SC) phân tử tín hiệu kích hoạt …………….25 V Sức căng phân bố thần kinh tái tạo …………………….33 5.1 Sức căng ………………………………………………………………… 33 5.2 Sự phân bố thần kinh ………………………………………………… 35 VI Các tế bào gốc khác việc tái tạo xương ……………………….38 6.1 Các tế bào từ ngoại bì: Các tế bào gốc thần kinh ………………………….39 6.2 Các tế bào tạo máu ( HSC ) ……………………………………………… 39 6.3 Các tế bào có nguồn gốc từ trung mô …………………………………… 40 Tài liệu tham khảo ……………………………………………………………… 42 Danh sách hình bài……………………………………………………….43 Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà I Giới thiệu 1.1 Cấu trúc xương Cơ xương cấu tạo sợi đa nhân tạo thành bó nhóm lại với để hình thành bắp riêng biệt (Hình 1.1) Các sợi riêng biệt phát triển hợp hai đầu mút nguyên bào đơn nhân tạo thành hợp bào đa nhân (Hình 1.2) Mỗi tế bào đơn nhân đơn vị co rút gọi đốt giới hạn đường Z, cấu trúc neo sợi actin vào đầu đốt Đốt co ngắn sợi actin trượt dọc theo sợi myosin dày phía đốt Các sợi xếp vào bó bao quanh bao cơ, bó hợp chung tạo thành bắp, bao quanh epimysium (David, 2006) Các trình sợi dung hợp tạo tế bào đa nhân để biệt hóa đơn vị co rút actin-myosin điểu khiển yếu tố điều hòa phiên mã Myf5, MRF4, MyoD mysogenin, yếu tố chọn lọc thời điểm tạo (MRFs), đáp ứng tính hiệu phủ lên ngoại bị (Wnt a), ống thần kinh (Wnt 1a, 3a), dây sóng (Shh), Fgf-8 BMP4 (trung bị mỏng bên) Tiền biệt hóa di chuyển nguyên bào biểu Myf 5/Myo D, sau myogenin, MRF4 trình nguyên bào dung hợp biệt hóa (David, 2012) Các nguyên bào sợi endomysium tổng hợp ECM bao gồm màng đặc thù Fn, Ln, collagen IV bao quanh sợi cơ, collagen I PG axit hóa bên màng đáy, bao gồm PG axit đặc biệt Ngoài ra, endomysium tổng hợp tetranectin, loại protein đóng vai trò tác nhân tương tác với protein ECM khác, thụ thể bề mặt tế bào, cytokine, protease Tetranectin liên kết polysaccharide sunfat, cho thấy tương tác với chuỗi GAG PG Nó dễ thấy nút gân sợi nối liền , coi tương đương với vị trí kết dính trọng tâm Khung xương actin sợi liên kết với ECM phức hợp dystrophin-glycoprotein (DGC), phức hợp nhiều đơn vị phụ bao gồm dystrophin tế bào syntrophin ba loại protein thuộc màng bao cơ: dystroglycans, sarcoglycans, sarcospan Sự phá vỡ mối liên kết cách gây đột biến dystrophin kết sarco-polisacarit bị phá hủy màng bao lúc co thắt, làm cho sợi dễ bị hoại tử đặc điểm của chứng loạn dưỡng bắp (David, 2006) Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà 1.2 Đặc tính tế bào xương trưởng thành Các sợi đơn vị co rút xương bắp Các xương có mạch máu để cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động bắp thịt (Hình 1.3A, đầu mũi tên) Khi sợi trưởng thành, tiếp xúc với nơron vận động thể phân tử đặc trưng chức co rút, chủ yếu khác MHC (chuỗi nặng myosin) đồng dạng enzym chuyển hóa (Hình 1.3B) Cả nơron vận động nguồn nguyên bào cho đóng vai trò việc xác định đặc tính sợi co rút, chế xác chưa xác định (Sophie Michael, 2004) Tuy nhiên, nhân sợi xương trưởng thành đặc biệt cấu tạo từ hỗn hợp sợi với đặc tính sinh lý khác nhau, dao động từ kiểu co rút chậm/ kháng mệt mỏi tới kiểu co rút nhanh/ không kháng mệt mỏi Tỷ lệ loại sợi xác định tổng co rút (Hình 1.3B) Mặc dù có khác đặc tính sinh lý, chế co rút tất loại sợi tương tự kết "cơ chế trượt" sợi dày giàu myosin sợi mỏng giàu actin sau kích hoạt tế bào thần kinh Khung liên kết đan xen xương kết hợp sợi co rút thành đơn vị chức năng, co sợi chuyển đổi thành chuyển động qua mối nối gân đầu cuối chúng, nơi sợi dính bào xương gân Do đó, đặc điểm chức xương phụ thuộc vào việc trì phức hợp khung sợi cơ, nơron vận động, mạch máu, chất mô liên kết ngoại Mặc dù đánh giá tập trung vào trình tái sinh sợi cơ, hiểu phân bố lại mạch máu, làm kín khích lại, khôi phục lại ma trận ngoại bào điều cần thiết khía cạnh trình tái tạo (Sophie Michael, 2004) Hình 1.1 Biểu đò cắt ngang tế bào xương (A) Phân chia thành nhiều bó (F) bao quanh perimysium (P), (B) bên bó chứa sợi (M) bao quanh endomysium (En) (C) Cấu trúc sợi MF = Các sợi tiểu, BM = màng đáy, N = nhân Cơ đầy đủ bao quanh epimysium (Ep) Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Hình 1.2 (A) Phần cắt ngang xương cho thấy sợi riêng biệt P = perimysium bao quanh bó C = mao mạch Lưu ý vị trí ngoại vi nhân sợi (chấm đen) (B) phần cắt theo chiều dọc xương (đổi màu H E) Đường kẻ sọc ngang phức hợp protein co rút actin-myosin nhìn thấy rõ ràng sợi II Các tế bào satellite xương trưởng thành 2.1 Nguồn gốc tế bào satellite Cơ xương xương sống non trưởng thành hầu hết tất loài nghiên cứu có chứa mật độ tế bào gốc gọi " satellite cells - tế bào satellite (SCs)” nằm màng bao phủ lên màng đáy (Hình 2.1) Tế bào satellite xác định lần kính hiển vi điện tử xương ếch Nghiên cứu đánh dấu DNA sau cho thấy chúng nguồn gốc tái sinh sau bị thương số loài Các nhân tế bào satellite chiếm khoảng 30% nhân sợi động vật non Tỷ lệ giảm dần theo tuổi, nhân tế bào satellite chiếm từ 1% -5% tổng số nhân bắp động vật có vú trưởng thành Các tế bào satellite tách từ ngực gà cách ly tâm mật độ Percoll nuôi cấy ống nghiệm tạo cá tế bào khuẩn lạc lớn hình thành sợi Thí nghiệm cấy tế bào satellite vào bắp bị loạn dưỡng cho thấy không làm tế bào cấy ghép đóng góp cho tái sinh sợi cơ, chúng cung cấp cho tăng tế bào satellite hơn, điều cho thấy chúng tự đổi (David, 2006) Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Hình 1.3 Đặc điểm hình thái xương động vật có vú trưởng thành A: Xương bắp phân bố cao mạch máu để cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết cho chức bắp (Đầu mũi tên) B: Các sợi không đồng đặc tính co rút chúng, vùng từ chậm / ôxy hóa đến kiểu nhanh / thủy phân glycogen Tỷ lệ loại sợi xác định tổng đặc tính co rút tổng Cơ soleus co rút chậm giàu sợi myosin biểu đồng phân chuỗi nặng nhuộm miễn dịch với kháng thể đặc hiệu chuỗi nặng myosin chậm (mũi tên), plantaris kiểu C D: xương trưởng thành có chứa quần thể tế bào satellite không hoạt động Các tế bào satellite liên kết chặt chẽ với sợi cơ, nằm lớp mỏng nhìn thấy kính hiển vi điện tử (C) Các nhân tế bào satellie (mũi tên màu trắng) phân biệt với nhân sợi (mũi tên đen) nhiều chất dị nhiễm sắc trạng thái ngừng nguyên phân chúng Các tế bào satellite có mặt sợi phân cắt enzyme cắt (D) đặc trưng mức độ cao chúng phân tử Pax7 thể phản ứng hóa miễn dịch (mũi tên màu trắng) so với nhân sợi cơi (mũi tên đen) Hình 2.1 (A) Ảnh phóng xạ tự ghi sợi gà đánh dấu với H-thymidine thí nghiệm in vitro Mũi tên trỏ nhân tế bào satellite đánh dấu (B) ảnh chụp hiển vi điện tử tế bào satellite nằm màng đáy (bm) sợi gà nuôi (C) hình chụp kính hiển vi điện tử nhân tế bào satellite (SCN) sợi chi sa giông nuôi cấy(M) Trong xương sa giông, tế bào satellite bọc lớp màng đáy (đầu mũi tên) phân tách từ màng đáy sợi (mũi tên) N = hạt nhân sợi liền kề Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Tế bào satellite cho tạo thành dòng tế bào thuộc khác biệt từ nguyên bào phôi thai (Hình 2.2) Tuy nhiên, nguồn gốc phôi thai nguyên bào bào thai nghiên cứu nhà nghiên cứu thống kết luận tế bào tiền thân thuộc có nguồn gốc từ tế bào trung mô đa somites Nguồn gốc tế bào satellite chủ đề nghiên cứu chưa rõ ràng, có hai giả thuyết: từ somitic đối nghịch với nguồn gốc nội mô (Sophie Michael,2004) Giả thuyết nguồn gốc somitic xuất phát từ nghiên cứu truyền thống cấy ghép thực mô hình gia cầm Trong phân tích này, lập đồ số phận, phôi somites từ phôi chim cút cho đưa vào ttes bào chủ phôi gà Sau phát triển phôi thai, đóng góp tế bào chim cút cho tế bào satellite máy chủ xác định cách sử dụng đặc tính cấu trúc đặc hiệu nhân chim cút để xác định tế bào cho Trong nghiên cứu, tế bào somitic tìm thấy để di chuyển từ somite vào chi gà phát triển góp phần vào xác định sợi quần thể tế bào satellite Mặc dù việc xác định nhân chim cút không rõ domain somatic tạo tế bào satellite không mô tả, nghiên cứu cho thấy somitic nguồn gốc chung cho tất dòng tế bào thuộc cơ, bao gồm tế bào satellite (Sophie Michael,2004) Một số quan sát gần thách thức quan điểm có nguồn gốc somitic cho tế bào satellite Ví dụ, tế bào thuộc có nguồn gốc tủy xương tham gia tái tạo xương, tần số thấp, tiêm tĩnh mạch, cho thấy số tế bào thuộc với đặc tính chức tương tự tế bào satellite có nguồn gốc từ tế bào tạo từ tủy xương Sau đó, thêm nhiều nghiên cứu chứng minh khả tế bào không thường trú theo dòng tế bào tạo Tuy nhiên, nhiều kết luận cuối đến từ phân tích dòng vô tính chi tiết mô chuột khác giai đoạn khác phát triển De Angelis cộng (1999) Trong trường hợp xương, tế bào tiền thân có khả số tế bào có chức phận tạo Tuy nhiên, điều rõ ràng tế bào nội mô đóng góp sợi hình thành trình phát triển tái sinh, xác định liệu tế bào góp phần xác định lịch sử tiểu quần thể tế bào laminar quần thể tế bào satellite Thật vậy, tế bào tế bào tiền thân mô đại diện cho quần thể tế bào thay cho tế bào satellite có khả tăng Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà trưởng bắp sửa chữa tế bào Đáng ý, tế bào satellite trưởng thành trái ngược với phôi nguyên bào thai, thể hai nội mô đánh dấu tế bào thuộc chẳng hạn CD34 MRFs (Sophie Michael,2004) Hình 2.2 Nguồn gốc tế bào satellite Biểu Pax3 tiền tế bào góp phần vào tế bào tạo nhân lên Sau cảm ứng Myf5 / MyoD, tế bào thể trung mô tập trung tạo dòng tế bào tạo (các nguyên bào cơ) Sau đó, Sự điều hòa thứ hài tính hiệu hóa MRFs (myogenin MRF4) nguyên bào tạo tế bào Cuối cùng, tế bào dung hợp tạo sợi đa nhân Trong giai đoạn phát triển muộn hình thành phôi thai, quần thể nguyên bào cơ, có nguồn gốc từ tế bào satellite, dung hợp sợi cho phép sợi tăng trưởng Một số tế bào satellite liên kết chặt chẽ với sợi trạng thái không biệt hóa Nguồn gốc phôi thai tế bào satellite xác định, nhiên, Pax7 biểu điều cần thiết cho đặc hiệu / nhân lên quần thể tế bào satellite Quan điểm gần nguồn gốc nội mô cho tế bào satellite loại trừ lẫn với chứng truyền thống nguồn gốc từ somitic Trong thực tế, trình tạo phôi sớm lớp nội mạc động mạch chủ somite lân cận, cho thấy gần gũi nguồn gốc hai dòng tế bào Vì vậy, diện tế bào thuộc động mạch chủ lưng phôi không loại trừ khả nguồn gốc somitic gián tiếp satellite tế bào Hơn nữa, chứng tế bào satellite xuất diện cho quần thể không đồng phản ánh nguồn gốc kép Hơn nữa, trình sinh lý khác tình trạng bệnh lý, tế bào thuộc có nguồn gốc khác đóng góp khác sửa chữa nguồn Vì việc sửa chữa liên quan đến kích hoạt tế bào thuộc khác tùy vào mức độ chấn thương môi trường nơi tác động, đặc biệt, để đáp ứng cho hư hỏng mạch máu Tóm lại, nghiên cứu làm Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà bật cần thiết cho thí nghiệm thiết kế để xác định dứt khoát nguồn gốc phôi tế bào satellite Nghiên cứu đòi hỏi việc sử dụng quy trình nghiên cứu cổ điển kết hợp với dòng phân tích cách sử dụng retrovirus ghi nhãn di truyền (Sophie Michael, 2004) 2.2 Những phân tử marker tế bào satellite Kể từ mô tả Mauro (1961), tế bào satellite chủ yếu xác định chỗ cách đặc điểm hình thái chúng Thật vậy, tế bào xác định cách rõ ràng kính hiển vi điện tử vị trí riêng biệt chúng lớp mỏng xung quanh sợi riêng biệt, cạnh màng tế bào sợi màng đáy (Hình 1.3C, mũi tên màu trắng) Dựa vào đặc tính hình thái quan trọng tính tỷ lệ nhân tế bào satellite tăng, nên giảm thành phần tế bào, có kich thước nhân nhỏ nhân so với nhân sợi (Hình 1.3C, mũi tên màu trắng) Xác định tế bào satellite kính hiển vi ánh sáng mơ hồ, việc sử dụng marker laminin dystrophin để tương ứng xác định lớp mỏng màng bao tạo để thuận lợi nhận dạng chúng Hơn nữa, phát triển kỹ thuật phân lập nghiên cứu sợi tế bào satellite ống nghiệm cho phép tiến hiểu biết quần thể tế bào (Hình 1.3D) Tuy nhiên, khó khăn xác định in vivo tế bào satellite cản trở việc nghiên cứu quần thể tế bào có tác động đến hiểu biết tái sinh xương Để phá vỡ khó khăn vậy, nhà khoa tập trung vào việc xác định phân tử marker đặc hiệu quần thể tế bào tóm tắt bảng 2.1 (Sophie Michael, 2004) Các tế bào satellite chưa hoạt động định biểu tập số marker: (1) yếu tố nhân tế bào cơ, ngăn chặn tổng hợp yếu tố phiên mã thúc đẩy biệt hóa cơ, (2) thụ thể c-met , đóng vai trò quan trọng hoạt hóa tế bào satellite , (3) p130, loại protein ngăn chặn tiến triển chu kỳ tế bào cách liên kết với yếu tố phiên mã E2F ức chế biệt hóa nguyên bào chuột nuôi C2 nuôi cấy ức chế biểu cơ; (4) syndecans 4, chúng heparan sulfate proteoglycan xuyên màng (HSPGs) Ngoài ra, Các tế bào satellite có kiểu hình kháng nguyên bề mặt CD34 + Sca1- thể yếu tố phiên mã Pax 7, mà biểu nguyên bào đầu Pax cần thiết cho hình thành tế bào satellite trình phát triển, thể thực tế chuột vô hiệu Pax-7 thể bắp phát triển Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà bình thường, tế bào satellite thiếu Một loại tế bào liên kết khác với vi ống endomysium CD34 + Sca1 +, tế bào tế bào gốc Có thể, chúng tế bào quanh mao mạch Các nghiên cứu động học biệt hóa tế bào satellite tế bào satellite chỗ hoàn toàn có khả tái tạo xương Tuy nhiên, có báo cáo xương chứa tủy xương – nhận CD45 + Sca1+ từ quần thể tế bào gốc có tiềm tạo máu phát triển cơ, góp phần tái tạo bắp, có lẽ tiếp tục bổ sung nguồn cung cấp tế bào satellite chỗ (David, 2006) Các marker phân tử gần cho phép việc xác định đáng tin cậy tế bào satellite mức độ kính hiển vi ánh sáng (Hình 2.3 Hình 2.4) Kelly cộng chuyển gen 3F-nlacZ-E (1995) đánh dấu tất nhân sợi nhanh với βgalactosidase Phát hoạt động gene trình diện thiếu nhân với 4,6 diamidino-2phenylindole cách hiệu xác định mật độ tế bào satellie sợi phân lập Cơ trưởng thành bình thường, tế bào satellite ngừng nguyên phân thể Pax7, phân tử bám dính M-cadherin saliomucin CD34 (Zammit, Partridge, Yablonka-Reuveni, 2006) Bảng Các marker tế bào satllite MSTN, myostatin; VCAM-1, phân tử tế bào bám dính mạch máu-1; NCAM, phân tử bám dính tế bào thân kinh; MNF, yếu tô nhân thuộc cơ; IRF-2, yếu tố điều hòa interferon -2 Trang Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Pax7 có lẽ dấu hiệu hữu ích xác định tế bào satellite chưa hoạt động có sẵn kháng thể tốt (Hình 2.3 Hình 2.4) Cần lưu ý marker CD34 không đặc hiệu cho tế bào satellite, hữu ích đánh dấu sợi bị phân lập bới phân biệt tế bào satellite từ tế bào dương tính khác (ví dụ, tế bào nội mô) phần khó khăn Phân tích thường đòi hỏi không đánh dấu tế bào satellite, đồng miễn dịch để xác định lớp mỏng thể hình 2.4 (Zammit, Partridge, Yablonka-Reuveni,2006) Hình 2.3 Phân bố tế bào satellite sợi phân lập Các sợi phân lập từ extensor digitorum longus (EDL), soleus, tibialis anterior (TA) chuột trưởng thành nhuộm miễn dịch cho M-cadherin để xác định vị trí tế bào satellite (A) Tế bào satellite xuất phân bố ngẫu nhiên dọc theo toàn chiều dài sợi TA EDL, sợi soleus thường có tích tụ tế bào satellite xung quanh gới hạn vận động nơi mà nơron vận động liên lạc với sợi (mũi tên A) Một sợi soleus bị phân lập, đồng nhuộm miễn dịch với Pax7 (xanh cây, B) để nhận dạng tế bào satellite (mũi tên B, C) α-bungarotoxin (màu đỏ, B) để xác định vị trí khớp thần kinh (đầu mũi tên B) điều cho thấy rõ rang tích tụ tế bào satellite xung quanh xung quanh gới hạn vận động Sự diện tất nhân xác định cách sử dụng kháng lại 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) (C) Để thực vai trò chúng phì đại cơ, bảo trì,và sửa chữa, tế bào satellite phải kích hoạt từ trạng thái chưa hoạt động để sản xuất cháu nguyên bào Tế bào satellite có nguồn gốc từ nguyên bào nói chung đặc trưng tập hợp tương tự marker thuộc nguyên bào bắt nguồn từ giai đoạn phát triển (Hình 3) Khi kích hoạt, tế bào satellite nhanh chóng bắt đầu biểu MyoD (Hình 2E) trải qua chuyển đổi đồng vị CD34, tiếp tục biểu Pax7, M-cadherin, Myf5 Sau đó, chúng bắt Trang 10 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Các phân tử tác động thông qua nhiều đường chế khác nhau, đường quan tâm tìm hiểu kỹ Notch, BMP, hay đường Wnt Con đường Notch đường quan tâm hoạt động việc tác động để biệt hóa SC Những kết thí nghiệm cho thấy biểu đường Notch1 ức chế việc biệt hóa nguyên bào Notch1 ức chế mạnh mẽ việc tái tạo bắp chuột (Conboy Rando, 2002; Zhao Hoffman, 2004), thông qua việc ức chế yếu tố phiên mã Pax7 để ức chế việc tạo MyoD Myf5 Trong chế có yếu tố Numb protein thể tế bào có nguồn gốc từ SC, có vai trò ức chế kiềm hãm hoạt động Notch1(Conboy Rando, 2002) để thúc đẩy tạo thành MyoD, Myf5 góp phần tái tạo Hình 4.4 Các đường tín hiệu tái tạo Ngược lại, phận đối xứng tế bào gốc vệ tinh xuất để quy định thông qua đường Wnt,tế bào phân cực (PCP), (LeGrand et al, 2009) Wnt7a Fzd7 thụ thể rõ rệt upregulated biệt hóa SC (xem thêm Polesskaya et al, 2003.) In vitro, Wnt7a kích thích gia tăng đối xứng SC, rời Fzd7 kết ức chế Wnt7a để gây phân chia đối xứng PCP liên quan đến Trang 29 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà phân chia đối xứng SC đánh dấu lên quy định Vangl2 protein PCP phân biệt hai cực đối diện hai tế bào Knockdown Vangl2 siRNA đáng kể giảm tỷ lệ phần trăm phân chia đối xứng Cuối cùng, electroporation Wnt7a vào khả tái tạo bắp thể sản xuất tăng 63% myf5 tế bào gốc phù hợp với gia tăng việc phân chia đối xứng Polesskaya et al (2003) báo cáo bắp bị thương sản xuất Wnt5a, 5b, 7a, dạng đồng dạng 7b sớm 24 sau bị chấn thương, cho thấy đường tín hiệu Wnt liên quan đến việc kích hoạt SC Ngược lại, báo cáo Zhao Hoffman (2004) không thấy có biểu khác biệt Wnt5a, b 7a việc tái tạo so với bắp nguyên vẹn 27 thời điểm sau chấn thương bắp, đồng thời kiểm tra đường tín hiệu BMP cho thấy vai trò chúng chưa dc biết rõ ràng tái tạo bắp Những kết cho thấy đường Wnt, Shh, BMP,không tham gia kích hoạt SC Những kết mâu thuẫn nên điều tra nữa, kể từ nhiều đường Wnt, Shh, BMP chứng minh quan trọng kích hoạt loại tế bào gốc khác, ví dụ, EpSCs ISCs, MSC phát triển xương Một số yếu tố tăng trưởng có liên quan đến kích hoạt gia tăng SCs Trong tìm kiếm yếu tố kích hoạt thúc đẩy gia tăng SCS, Bischoff (1986) tìm thấy phần nghiền chiết xuất từ đưa SCs vào chu kỳ tế bào PDGF-BB, FGF-2, transferrin (glucoprotein huyết tương có khả kết hợp với sắt) có mặt chiết xuất từ nghiền nát (Chen et al., 1994), yếu tố IGF-1, IGF-2, TGF-β 1, TGF-β2 kích hoạt SC yên lặng (Johnson Allen, 1995) Bảng Các yếu tố tăng truởng điều hòa tái tạo xương Trang 30 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Một vài dòng chứng cho thấy, giống tế bào gan, kích hoạtvà biệt hóa SC gây HGF Đầu tiên, HGF yếu tố tăng trưởng bắt chước phần hoạt chiết xuất (Allen et al, 1995) Thứ hai, khả bắp nghiền trích xuất để kích thích học sớm SCs vào chu kỳ tế bào bãi bỏ kháng thể anti-HGF (Tatsumi et al, 1998) Thứ ba, HGF người lớn không bị thương sợi cơ, diện ECM xung quanh sợi , thể qua sinh sản SCs, điều hòa xuống phản ứng tổng hợp biệt hóa họ vào myotubes (Jennische et al, 1993; Tatsumi cộng sự, 1998) Thứ tư, thụ thể HGF c-met, diện huyết tương màng SCs y (Allen et al, 1995; Cornelison Wold, năm 1997; Tatsumi et al, 1998) đồng địa hoá với HGF SCs yên lặng bắp hồi phục chuột bị loạn dưỡng mdx (Tatsumi et al,1998) Cuối cùng, kích hoạt SC kích thích việc tiêm HGF vào bắp không bị thương trước tibialis ( cẳn chân ) chuột 12 tháng tuổi (Tatsumi et al, 1998) Những quan sát cho chấn thương phát hành HGF từ ECM tế bào bắp, kích hoạt SC kích hoạt phổ biến vũ khí Là phần trình kích hoạt SCs tự thể HGF, hoạt động thời trang autocrine Có khả HGF ràng buộc với ECM kích hoạt cách việc tái tạo gan, uPA →chất hoạt hóa plasminogen → plasmin cascade (Miyazawa et al, 1996) Có lẽ, số HGF sản xuất SCS sinh sản bị ràng buộc tổng hợp phân tử ECM tái tạo cơ, phát hành vòng tái sinh Các hoạt động HGF phụ thuộc vào thượng nguồn tín hiệu nitric oxide (Tatsumi et al, 2006.; Wozniak Anderson, 2007) Một chất kích hoạt SC tiềm sphingomy Elin phái sinh sphingosine-1phosphate (S1P) nuôi cấy myofibers tiếp xúc để S1P biểu gia tăng đáng kể SCs kích hoạt Do thuốc ức chế S1P Synthe - sis mitogen kích thích myofibers giảm số lượng SC kích hoạt, nửa thuốc ức chế bị chấn thương bắp tibialis cardiotoxin trước người lớn chuột dẫn đến tái sinh nghèo (Nagata et al, 2006) Calveolin-1 sphingomyelin đồng thể màng invaginations (calveoli), SC yên lặng Tách rời SC từ màng tầng hầm calveolin-1-qua trung gian hóa calveoli với nhau, chuột thiếu calveolin biểu thiếu tái sinh Trang 31 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà (Schubert et al, 2007) Vì vậy, sản xuất S1P từ internalized sphingomyelin phục vụ để hỗ trợ việc kích hoạt SC Mặc dù không kích hoạt SC,nhưng PDGF, TGF-β, FGF-2, yếu tố ức chế ung thư bạch cầu (LIF) tìm thấy dịch chiết nghiền có tác dụng điều chỉnh, hợp tác tăng sinh SCs ống nghiệm (Johnson Allen, năm 1995; Pastoret Partridge, 1998) Trong không bị thương, yếu tố ràng buộc với thành phần ECM thụ thể họ không biểu lộ SCs yên lặng (DiMario et al, 1989) Sau chấn thương, phát hành từ ECM sản xuất đại thực bào để tương tác với thụ thể upregulated kích hoạt SCs (Pastoret Partridge, 1998) Các yếu tố sản xuất đại thực bào, nhiên, không xuất cần thiết cho kích hoạt SCs Xoá bỏ phản ứng viêm chuột cách chiếu xạ thể làm giảm khả tái sinh bắp bị thương vết rạch lòng, không không bãi bỏ tái sinh (Robertson et al, 1992) Ngăn chặn phát triển SCs chiếu xạ nặng cục , nhiên, không ngăn chặn phản ứng viêm, kết thất bại tái sinh bắp Các thành viên gia đình FGF đóng vai trò quan trọng phát triển rộng rãi phát triển SC Ái lực cao thụ thể FGF-2 mặt SCs yên lặng , upregulated HGF invitro in vivo họ kích hoạt, trùng khớp với biểu FGF-2 (Garrett Anderson, 1995) FGF-1, 6, 7, 13 khác biệt upregulated tái sinh chuột, thụ FGF, FGFR4 (Zhao Hoffman, 2004) Các tái sinh chuột bị loạn dưỡng mdx thể cao bất thường FGF (Anderson et al, 1991.), có lẽ mức độ cao MMPs đại thực bào làm suy đồi ECM (Kherif et al, 1999) Các bắp chuột thể LIF IL-6 LIF liên kết với thành phần ECM kích thích hình thành myotubes lớn truyền liên tục vào bắp mdx, có lẽ cách gia tăng gia tăng kích hoạt SC (Kurek et al, 1996) Do đó, xuất HGF loạt FGFs thúc đẩy biệt hóa SC Ngược lại, IGF I II TGF-β2 ngăn chặn phát triển SC thúc đẩy biệt hóa vào sợi Sulfate Heparan cần thiết cho hoạt hóa SCs HGF FGF, có lẽ cách thúc đẩy hình thành dimer thụ thể (Rapraeger, 2000) Ức Trang 32 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà chế HSPG sulfat cách xử lý myofiber nguyên vẹn với kết clorat phát triển trễ thay đổi MyoD biểu SCs bắp bị thương (Cornelison et al, 2001) Điều cho thấy biểu syndecan SC cung cấp sulfate heparan cần thiết cho dimer hóa thụ HGF FGF kích hoạt SC Một số yếu tố ức chế sinh trưởng tác động đến trình biệt hóa SC Ở hình 4.4 số yếu tố cần quan tâm như: Myostatin, TGF-β, BMP Hai protein khác SCs sợi tiết có vai trò việc tái tạo bắp Đây protein gắn activin, follistatin, thành viên nhân tố tăng trưởng gia đình TGF-β myostatin (GDF-8) Trong trình tạo phôi, myostatin âm tính điều hòa phát triển nguyên bào cơ, follistatin dương tính điều hòa biệt hóa nguyên bào (Lee Mc Pherson, 2001) Điều tương tự xuất tái tạo chuột soleus (Armand et al, 2003) mRNA Myostatin tích lũy suốt trình tái sinh để làm chậm phát triển follistatin thể việc hình thành myotubes, thúc đẩy biệt hóa Myostatin protein tiết từ gia đình TGF-β, sản xuất chủ yếu tế bào xương ức chế hoạt động promoter MyoD thông qua smad3 qua ức chế myoblast Myostatin tim mô mỡ cung cấp, diện huyết dạng tiềm ẩn, sau đến xương bị enzyme proteinase BMP1 cắt kích hoạt Những đột biến làm giảm mức myostatin làm phì đại Một protein khác có vai trò đố kháng với Myostatin Follistatin Follistatin glycoprotein tự tiết có mặt hầu hết mô động vật bậc cao Follistatin cảm ứng nitric oxide ( NO ) thông qua tuần hoàn GMP ( guanosin monophotphat ) : đường tín hiệu kiểm soát chặt chẽ để kiểm soát phản ứng tổng hợp nguyên bào V Sức căng phân bố thần kinh tái tạo 5.1 Sức căng Sức căng phân bố thần kinh yêu cầu tái tạo bình thường Từ tái sinh diễn bình thường kỳ giông ấu trùng gây mê liên tục (Carlson, 1970) Hình dạng tái sinh phần xác định mô xung quanh, thể thí nghiệm Gelfoam băm nhỏ, ngâm nước homogenates cơ, thay cho bắp cẳng chân chuột (Carlson, 1970) không tái sinh điều kiện , kết nối thuộc về gân Trang 33 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà thực với Gelfoam, đúc thành cấu trúc xấp xỉ hình dạng cơ.Gân tái sinh quan trọng cho định hướng bình thường sợi việc tái tạo bắp Một tái tạo từ gốc lại ngắn số loài động vật có xương sống gà chuột Chuột, kéo dài gốc cẳng chân tương quan với tái sinh thành công chức gân Achilles kết nối tới (Carlson, 1970, 1974) Hình 4.5 Ảnh hưởng yếu tố ức chế sinh trưởng đến hoạt hóa SC Hình 4.6 (A) Các nguồn Myostatin (B) Ảnh hưởng Follistatin đến hình thành chuột Trang 34 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Hình 5.1 Kết thí nghiệm Carlson Hình hình ảnh sau 15 ngày tái sinh cẳng chân từ 3-4mm phần gần gốc lại, phần tái tạo dài 14mm, tái sinh 2/3 bao gồm kết nối với mô Hình thứ hai sau 15 ngày tái sinh,nhưng trường hợp ko nối với gốc gân Achilles phần gần gốc tăng chiều dài khoảng 5-6mm kết dính xuống mô nằm bên Suy lực căng gốc yếu tố quan trọng cho khả tái sinh, cho việc định hướng tái tạo Lực căng gốc bắp gân cho yếu tố quan trọng khả tái sinh Tái sinh sợi biểu co thắt chậm tự phát vào cuối tuần sau cấy ghép 5.2 Sự phân bố thần kinh Sự phục hồi phân bổ dây thần kinh tái sinh bắt đầu tuần thứ hai sau cấy ghép, tốc độ co bóp sau tăng tiếp cận bình thường 30-40 ngày sau cấy ghép (Carlson Gutmann, 1972) Sự phân bố thần kinh nguyên vẹn gây gia tăng SC (Weis et al, 2000.) Trong việc tái tạo bắp chuột soleus, phân bố thần kinh, upregulates follistatin giảm xuất myostatin, Trang 35 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà cho thấy biệt hóa xảy sớm, góp phần nhỏ kích thước bắp (Armand et al, 2003) Có khả dây thần kinh cung cấp yếu tố tồn phổ biến tái tạo để trì số lượng kích thước sợi Hình 5.2 Sự phân bố dây thần kinh số Trong việc phục hồi tái phân bố dây thần kinh sau bị tổn thương tái sinh tế bào schawnn đóng vai tró quan trọng Các tế bào schawnn đầu nơi giao tế bào thần kinh - có vai trò truyền tải đáp ứng nhiễu loạn chuyển giao cách mở rộng, trình có khả để tạo tăng trưởng thần kinh phục vụ chất để hướng dẫn tăng trưởng Những trình đóng vai trò tái phân bố thần kinh bắp nảy mầm Các tế bào Schwann xuất để tham gia tích cực vào bảo dưỡng sửa chữa khớp thần kinh thần kinh Trang 36 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Hình 5.3 Vai trò tế bào Schwann việc tái tạo dâythần kinh ngoại vi tái phân bố thần kinh Hình (A) phân bố thần kinh bình thường hai sợi dây thần kinh có chứa hai sợi trục có bao myelin (màu đỏ) sợi tạo thành khớp thần kinh Các tế bào Schwann (màu xanh) bao gồm mối nối thần kinh Trong (B) dây thần kinh cắt bỏ số hậu hiển thị Các sợi thần kinh thoái hóa xa vị trí thương tổn (được định đường đỏ nét đứt) Các lớp phủ myelin sợi trục cũ tan rã tế bào Schwann myelinating (màu xanh) bắt đầu mở rộng phiến ống dây thần kinh Quá trình tế bào Schwann mở rộng từ dây thần kinh hai bên tổn thương.Các tế bào Schwann tận bắt đầu mở rộng quy trình sợi (C) Các tế bào Schwann dây thần kinh hình thành cầu bắc qua vị trí thương tổn sợi trục tái sinh vị trí Quá trình tế bào Schwann tận mở rộng endplate hình thành bó mà kết nối hai endplates Một sợi trục tái sinh đến endplate bên phải tái phân bố thần kinh vào sợi vượt endplate (có nghĩa là, 'thoát') cách phát triển vào trình tế bào Schwann (D) Các sợi thần kinh C phát triển dọc theo Schwann trình tế bào liên kết hai endplates để tái phân bố thần kinh vào endplate bên trái Endplate phân bố polyneuronally kể từ sợi trục khác đến tái sinh endoneurial dọc theo ống dẫn đến endplate Hình 5.4 Vai trò tế bào Schwann việc kích thích hướng dẫn mọc thần thầnkinh tái sinh phần (A) Hai sợi trục có bao myelin (màu đỏ) phân bố trênhai sợi Các tế bào Schwann tận (màu xanh) (B) cắt bỏ phần dây thần kinh tổn thương bắp Sợi thần kinh bắt đầu thoái hóa (được định đường đỏ nét đứt) tế bào Schwann endplate bắt đầu mở rộng quy trình Trong (C) , trình mở rộng từ tế bào Schwann ngã ba thần kinh sợi đạt đến đầu tận dây thần kinh lại sợi Trong (D) , tiếp xúc với tế bào Schwann làm cho đầu tận dây thần kinh sợi nảy mầm Sự nảy mầm hướng dẫn trình phát triển tế bào Schwann Trong (E) , dây thần kinh mầm phát triển để tái phân bố vào đầu tận dây thần kinh bị cắt, đầu tận tế bào Schwann bắt đầu rút lại quy trình (F) Kết sợi bị cắt dây thần kinh tái phân bố nảy mầm phát sinh từ sợi phân bố thần kinh phần Trang 37 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Sự tái phân bố dây thần kinh tái sinh bị thương tổn,thì tế bào Schwann đóng vai trò quan trọng kết nhiều nghiên cứu tìm hiểu số yếu tố liên quan đến tế bào Schwann liên quan trình cho thấy Khi bị thương tổn kích thích yếu tố phiên mã c-jun có tế bào Schwann kích hoạt chương trình sữa chữa, tạo yếu tố riêng biệt để hỗ trợ tái sinh Ngoài yếu tố IGF-1 tiết từ tế bào Schwann nguyên vẹn xung quanh vị trí thương tổn, IGF-1 gia tăng khả vận động myelin hóa tế bào Schwann có vai trò quan trọng phục hồi thần kinh sau chấn thương tăng axon, đường kính mật độ thần kinh tái sinh, khả di chuyển tế bào Tế bào Schwann tiết yếu tố tăng trưởng thần kinh khác aFGF yếu tố làm tăng trưởng nguyên bào sợi Bên cạnh việc định hướng sợi thần kinh phát triển hướng nhờ thụ thể NGF gắn tế bào Schwann Tóm lại nhờ vai trò tế bào Schwann mà phân bố dây thần kinh tái tạo đảm bảo VI Các tế bào gốc khác việc tái tạo xương Sự sẵn có phân tử tế bào (cell-autonomous), marker chuyển đổi đặc hiệu mô cho phép xáic định rõ ràng tồn tế bào tiền thân tạo có nguồn gốc từ mô khác so với xương Sau cấy ghép (cấy ghép tủy xương tiêm trực tiếp vào xương), tế bào này, xác định biểu gen chuyển, tham gia tái tạo chuột hoang dại / bị loạn dưỡng (Hình 2.6 Bảng 2) cuối vào nhóm tế bào satellite Khả biệt hóa tạo phụ thuộc vào phản ứng dung hợp (và tiếp xúc với hoạt động chủ đạo MyoD) còn, xương, điều phần chế sinh lý tạo mô Dưới đây, mô tả ngắn gọn số ví dụ tế bào tạo không thống (Francesco, 2010) Bảng Đặc tính tế bào tiền thân khác trình tái tạo khác với tế bào satellite Trang 38 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà 6.1 Các tế bào từ ngoại bì: Các tế bào gốc thần kinh Đến nay, tế bào gốc thần kinh ( chuột người) có nguồn gốc từ tế bào ngoại bì mà cho thấy biệt hóa xương đồng nuôi cấy với nguyên bào xương chuyển vào xương tái tạo Thât thú vị, tế bào biểu Myf5 tồn não, dây thần kinh, đâng gợi hiệu khó hiểu vắt đầu thể rõ ràng in vitro (Francesco, 2010) 6.2 Các tế bào tạo máu (HSC) Bằng chứng phát triển in vivo xương từ tế bào tủy xương (BM) báo cáo năm 1998 nghiên cứu sử dụng chuột biến đổi gen thể nhân lacZ kiểm soát promoter nhanh chuỗi nhẹ myosin vân 1/3 (MLC3f) Sau cấy ghép BM từ chuột biến đổi gen sau tổn thương thấy β-gal dương tính không rõ ràng phát sợi tái sinh, chứng minh BM chuột có chứa tế bào tiền thân cấy ghép đưa vào bị tổn thương thông qua lưu thông, nơi chúng tham gia sửa chữa bắp Điều mở khả điều trị bệnh loạn dưỡng BMT, công trình chuột rằng, thật không may, tần số kiện thấp, bắp kinh niên bị loạn dưỡng tái sinh tế bào tiền thân quần thể phụ (SP) - làm giàu phần cấy ghép Để giải vấn đề này, thí nghiệm sau xác định điều tiền thân, tế bào tiền thân có khả tạo cao, nghiên cứu thành công khiêm tốn Các phần tạo máu, phần CD45 + BM xác định quần thể tế bào với tiềm tạo tần số thấp Cùng với nhau, liệu gợi ý HSCs tế bào chưa biết tương lai xác định thể số marker chung với tế bào gốc tạo máu thật có tiềm tạo Cách tiếp cận gần xác nhận tế bào tạo máu có tiềm tạo không không thời kỳ biệt hóa tạo xảy (Francesco, 2010) Một quần thể phụ tế bào lưu thông thể CD133 (cũng biết đến Ac133), marker đặc trưng tốt HSCs, thể marker tạo sớm Khi tiêm vào lưu thông chuột bị loạn dưỡng scid / mdx, tế bào CD133 + tìm thấy để góp phần sửa chữa bắp, phục hồi lực, làm đầy hồ nhóm tế bào satellite Nhóm phát điều phân lập Trang 39 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà quàn thể tế bào có nguồn gốc từ tế bào gốc có nguồn gôc từ cơ(MDSCs) thể CD133 Hơn nữa, tế bào CD133 + từ bệnh nhân DMD sửa chữa qua phương pháp skipping exon thông qua lentivirus cho dystrophin exon 51, tế bào điều chỉnh phục hồi hình thái chức chuột scid / mdx) Vì vậy, tiểu quần thể khác tế bào tạo máu, có đặc tính chưa đầy đủ, dường có hiệu lực tạo cơ, không số thể vai trò tần số cao (Francesco, 2010) 6.3 Các tế bào có nguồn gốc từ trung mô (khác tế bào tạo máu) Nhiều loại khác tế bào gốc / tế bào tiền thân trung bì biểu thị tiềm tạo cơ, thường sau điều trị thuốc, biến đổi gen, đồng nuôi cấy với tế bào satllite nguyên bào Trong số trường hợp, chứng tạo in vivo ghi nhận Danh sách tế bào tế bào gốc trung mô (MSC), tế bào tiền thân trưởng thành đa (MAPCs), tế bào MDSCs, tế bào CD133 +, mesoangioblasts (MABs), tế bào tiền thân nội mô (EPC), tế bào gốc có nguồn gốc từ mỡ, tất mô tả ngắn bảng (Francesco, 2010) Bước đầu xác định tế bào lưu thông biểu CD34 kinase-1 gan thai nhi (FLK-1, gọi VEGFR2), tế bào EPC chứng minh co stheer cấy ghép tham gia tích cực vào hình thành mạch điều kiện sinh lý bệnh lý khác Sau người ta thấy bị phân lập người tế bào CD34 + dây máu tiêm vào bắp thiếu máu cục không tăng lên để tế bào nội mô mà đến tế bào xương chuột ) Phù hợp với điều này, Péault đồng nghiệp xác định tế bào có tiềm tạo cao lớp nội mạc mạch máu cảu tế bào xương người trưởng thành Những tế bào màng người, đại diện cho 0,5% tế bào xương người lớn tách ra, biểu marker tế bào tạo nội mô (CD56 + CD34 + CD144 + CD45-), biểu lộ thời kỳ biệt hóa dài, có kiểu nhân bình thường, cấy vào chuột SCID, tạo khả tái sinh sợi bắp bị thương (Francesco, 2010) Các tế bào gốc có nguồn gốc từ mỡ đa người (hMADS), phân lập từ mô mỡ, biệt hóa thành tế bào tạo mỡ, nguyên bào xương nguyên bào Gần đây, khả sửa chữa tạo hMADS đẫ làm tăng khả biểu tạm thời MyoD Sự sẵn sàng dễ dàng nguồn mô chúng, có khả Trang 40 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà biểu mạnh in vivo, biệt hóa đa tiềm chúng tập tính đặc quyền miễn dịch đề nghi tế bào hMADS có thê rlaf công cụ quan cho liệu pháp liên quan đến tế bào với loạn dưỡng xương (Francesco, 2010) Trang 41 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà TÀI LIỆU THAM KHẢO Bruce M Carlson, Denervation and the Aging of Skeletal Muscle Basic Appl Myol 14(3) 135-139, 2004 C Florian Bentzinger, Yu Xin Wang and Michael A Rudnicki, Building Muscle: Molecular Regulation of Myogenesis November 29, 2012 - Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press David L Stocum, Regenerative Biology and Medicine, Academic Press, 2006, p221 – 229 David L Stocum, Regenerative Biology and Medicine, Academic Press, 2012, chapter Fabien Le Grand, et al, Six1 regulates stem cell repair potential and self-renewal during skeletal muscle regeneration Published September 3, 2012 Maria Karalaki, et al, Muscle Regeneration: Cellular and Molecular Events in vivo 23: 779796 (2009) Roel W Ten Broek, Sander Grefte, and Johannes W Von Den Hoff, Regulatory Factors and Cell Populations Involved in Skeletal Muscle Regeneration, Physiol 224: 7–16, 2010 Wiley-Liss, Inc Sophie B.P Chargé & Michael A Rudnicki, Cellular and Molecular Regulation of Muscle Regeneration, Physiol Rev, Vol 84, 2004 Ten Broket et al, Regulatory Factors and Cell Populations Involved in Skeletal Muscle Regeneration, J Cell Physiol 224: 7–16, 2010 Wada et al, Generation of different fates from multipotent muscle stem cells, Development 129, 2987-2995, 2002 10 Young-Jin Son, Joshua T Trachtenberg and Wesley J Thompson, Schwann cells induce and guide sprouting and reinnervation of neuromuscular junctions, Trends Neurosci.(1996) 19, 280–285 11 Zammit, Partridge, Yablonka-Reuveni, The Skeletal Muscle Satellite Cell: The Stem Cell That Came in From the Cold, Volume 54(11): 1177–1191, 2006 12 Zhengdong Kong, Zhiying Zhang, Haiyan Lin, Chuansen Zhang, Role of neuregulin-1 in peripheral nerve injury Volume 5, Issue 14, July 2010 Trang 42 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Danh sách hình Hình 1.1 Biểu đò cắt ngang tế bào xương Hình 1.2 (A) Phần cắt ngang xương cho thấy sợi riêng biệt Hình 1.3 Đặc điểm hình thái xương động vật có vú trưởng thành Hình 2.1 (A) Ảnh phóng xạ tự ghi sợi gà đánh dấu với H-thymidine thí nghiệm in vitro Hình 2.2 Nguồn gốc tế bào satellite Hình 2.3 Phân bố tế bào satellite sợi phân lập Hình 2.4 Xác định tế bào satellite cách sử dụng marker phân tử Hình 2.5 Sơ đồ phát triển tế bào satellite marker điển hình giai đoạn Hình 2.6 Sự phân chia tế bào không đối xứng trải qua trình hoạt hóa tế bào satellite Hình 2.7 Hai mô hình phổ biến giải thích tự làm biệt hóa tế bào satellite Hình 2.8 Tính đa tế bào chuột (MMCs) có nguồn gốc từ tế bào satelite Hình 3.1 Sơ đồ pha chồng lấp tái tạo bắp chân chuột ghép tự Hình 3.2 Các đường tín hiệu trình sinh phôi trình tái tạo Hình 4.1 Các yếu tố tín hiệu liên quan đến hình thành xương phôi Hình 4.2 Vị trí SC tín hiệu kích hoạt ECM: chất ngoại bào Hình 4.3 Sơ đồ minh họa kích hoạt, phát triển biệt hóa tế bào SC sau chấn thương Hình 4.4 Các đường tín hiệu tái tạo Hình 4.5 Ảnh hưởng yếu tố ức chế sinh trưởng đến hoạt hóa SC Hình 4.6 (A) Các nguồn Myostatin (B) Ảnh hưởng Follistatin đến hình thành chuột Hình 5.1 Kết thí nghiệm Carlson Hình 5.2 Sự phân bố dây thần kinh số Hình 5.3 Vai trò tế bào Schwann việc tái tạo dâythần kinh ngoại vi tái phân bố thần kinh Hình 5.4 Vai trò tế bào Schwann việc kích thích hướng dẫn mọc thần thầnkinh tái sinh phần Trang 43 [...]... sợi nhanh và chậm đang tái sinh cho thấy sự khác nhau trong hoạt động của SC trong quá trình phát triển Trang 22 Sinh học tái tạo cơ xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Những điểm khác biệt khác giữa cơ phôi và cơ tái sinh là sự hiện diện của các marker glycoprotein bề mặt tế bào OX-2 ở sợi cơ tái sinh nhưng lại không có trong sự sinh cơ bào thai và sau khi sinh và sự chiếm ưu thế... của Follistatin đến hình thành cơ ở chuột Trang 34 Sinh học tái tạo cơ xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Hình 5.1 Kết quả thí nghiệm của Carlson Hình đầu tiên là hình ảnh sau 15 ngày tái sinh cơ cẳng chân từ 3-4mm phần gần gốc còn lại, phần cơ tái tạo này dài 14mm, vậy tái sinh 2/3 và bao gồm các kết nối với mô Hình thứ hai cũng sau 15 ngày tái sinh, nhưng trường hợp này ko nối... cơ, đã được thay thế cho cơ bắp cẳng chân ở chuột (Carlson, 1970) cơ không tái sinh dưới những điều kiện này , nhưng kết nối thuộc về gân đã Trang 33 Sinh học tái tạo cơ xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà được thực hiện với Gelfoam, và nó đã được đúc thành một cấu trúc xấp xỉ hình dạng của một cơ. Gân tái sinh là rất quan trọng cho định hướng bình thường của sợi cơ trong việc tái. .. III Cơ chế tế bào và phân tử của sự tái tạo cơ (David, 2006) Sự tái tạo cơ được kích hoạt khi mang vật nặng, luyện tập và do chấn thương Sự tái tạo cơ cũng xảy ra ở phi hành gia sau chuyến bay trong không gian do từ trạng thái không trọng lực trở về điều kiện có trọng lực Cơ không tái tạo dọc theo khoảng trống và những đoạn bị cắt bỏ của cơ không được tái tạo Những vết rạch được thực hiện trên sợi cơ. .. nằm bên dưới Suy ra lực căng trên gốc cơ là yếu tố quan trọng cho khả năng tái sinh, cho việc định hướng cơ tái tạo Lực căng trên gốc cơ bắp gân được cho là một yếu tố quan trọng trong khả năng của các cơ tái sinh Tái sinh sợi cơ biểu hiện co thắt chậm tự phát vào cuối tuần sau cấy ghép đầu tiên 5.2 Sự phân bố thần kinh Sự phục hồi phân bổ dây thần kinh của cơ tái sinh bắt đầu trong tuần thứ hai sau... máu cục bộ có thể Trang 18 Sinh học tái tạo cơ xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà do nát, cắt, đông lạnh và nghẽn tắc mạch Có thể chống thiếu máu cục bộ nặng bằng cách lấy cơ ra và ghép nó trở lại vào nền cơ (ghép tự do) hay cắt nhỏ cơ và ghép miếng cắt lại vào đáy cơ Trong sự tái tạo của một mảnh cơ ghép tự do có 2 pha chồng lấp nhau là pha phá hủy sợi cơ và viêm và pha phát triển... dụng để đánh dấu lớp mỏng cơ bản của các sợi cơ Sự hiện diện của tất cả nhân được xác định bởi sự kháng lại với DAPI (màu xanh, G) Trang 11 Sinh học tái tạo cơ xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà 2.3 Các tế bào satellite là cần thiết và đủ cho quá trình tái tạo cơ Trạng thái của kiểu tế bào satellite có Pax7 - có thể được ghép và tham gia vào quá trình tái tạo cơ sau khi cấy ghép Các... nối và biệt hóa nguyên bào cơ biểu hiện myogenin Trang 23 Sinh học tái tạo cơ xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà 3.3 Sự dung hợp của các tế bào tiền thân cơ Trong quá trình tái tạo cơ, các tế bào cơ cần dung hợp với nhau để hình thành sợi cơ mới Các cấu trúc nối liên bào bán ổn định liên kết sự kết dính trung gian tế bào – tế bào và điều khiển cấu trúc bộ xương tế bào nội bào rất... EF-1α cao, vì vậy, EF-1α tăng trong cơ tái sinh cũng phản ánh sợi cơ bị chết Tetranectin được biểu hiện bởi SC, ống cơ và phần còn lại của sợi cơ bị tổn thương Sự tổng hợp chuỗi nhẹ myosin trong phôi của cơ nhanh khác với sợi cơ đang tái sinh Trong quá trình phát triển phôi, sợi cơ nhanh và chậm tổng hợp chuỗi nhẹ myosin nhanh và chậm Trong quá trình tái tạo, SC của sợi cơ chậm lặp lại kiểu này nhưng SC... chondroitin sulfate proteoglycan Sợi cơ ở phôi và đang tái sinh của cơ gà đều tổng hợp chuỗi nặng myosin ở phôi, chuỗi nhẹ alpha myosin và beta-tropomyosin Điều này đúng với sợi cơ có nguồn gốc từ SC của cơ nhanh hay chậm Tế bào cơ chứa protein S1 – một biến thể của EF1α có ở tất cả tế bào Tỉ lệ EF-1α: S1 rất cao ở cơ phôi nhưng thấp ở cơ trưởng thành Cơ tái sinh trở lại tỉ lệ ở cơ phôi Tuy nhiên, các tế bào .. .Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà I Giới thiệu 1.1 Cấu trúc xương Cơ xương cấu tạo sợi đa nhân tạo thành bó nhóm lại với để... nhanh chậm tái sinh cho thấy khác hoạt động SC trình phát triển Trang 22 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Những điểm khác biệt khác phôi tái sinh diện marker... 34 Sinh học tái tạo xương Cao Học Di Truyền khóa 21 GVHD: TS Trần Lê Bảo Hà Hình 5.1 Kết thí nghiệm Carlson Hình hình ảnh sau 15 ngày tái sinh cẳng chân từ 3-4mm phần gần gốc lại, phần tái tạo