Development of neural progenitor cells from embryonic stem cells

Abstract

เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์ เป็นเซลล์ที่มีความสามารถในการเพิ่มจำนวนได้ไม่จำกัด ในห้องปฏิบัติ การและยังสามารถถูกเปลี่ยนสภาพไปเป็นเซลล์จำเพาะชนิดต่างๆในร่างกายมนุษย์ได้อีกด้วย ซึ่งจากคุณ ลักษณะพิเศษของเซลล์ต้นกำเนิดชนิดนี้ทำให้มีความคาดหวังต่อการนำไปใช้เพื่อศึกษาชีววิทยาการเจริญ และ การรักษาผู้ป่วยในอนาคต อย่างไรก็ตามก่อนที่เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์จะสามารถถูกนำไปใช้ในทางคลินิก ได้นั้น องค์ความรู้ทางด้านชีววิทยาของเซลล์ประเภทนี้ต้องได้รับการศึกษาอย่างละเอียดเสียก่อนเพื่อความ ปลอดภัยของผู้ป่วย เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์สามารถถูกเหนี่ยวนำเป็นเซลล์ต้นกำเนิดระบบประสาทได้ ด้วยการยับยั้งสัญญาณ Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) โดยกระบวนการเหนี่ยวนำเซลล์ต้น กำเนิดตัวอ่อนมนุษย์ไปเป็นเซลล์เซลล์ต้นกำเนิดระบบประสาทนั้น สามารถแบ่งลำดับการเปลี่ยนแปลงได้ ตาม รูปร่าง การแสดงออกของยีนจำเพาะ และความสามารถในการเปลี่ยนเป็นเซลล์ประสาทจำเพาะชนิดต่างๆ ใน ขั้นแรกเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์จะถูกเปลี่ยนไปเป็นเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ในสายพัฒนาการระบบประสาท เซลล์ชนิดนี้สามารถจำแนกได้ด้วยการแสดงออกของแอนติเจนบนผิวเซลล์ คือ SSEA4+/TRA1-81- ซึ่งเซลล์ ประเภทนี้แสดงคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกับเซลล์ตั้งต้นของเนื้อเยื่อชั้นนอก (Primitive Ectoderm) หลังจากนั้น เซลล์จะมีการสร้างโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับท่อประสาทในระยะแรกของการพัฒนาตัวอ่อนมนุษย์ (Neural tube) ที่มีการแสดงออกของโปรตีน PAX6 ที่จำเพาะต่อเซลล์ในสายพัฒนาการของระบบประสาท เซลล์จาก ท่อประสาทนี้จะพัฒนาไปเป็นเซลล์ต้นกำเนิดระบบประสาทคล้ายที่พบในตัวอ่อน (embryonic neural stem cells) ที่มีรูปร่างสองแฉก (bipolar structure) ที่แสดงคุณสมบัติคล้ายคลึงกับเซลล์ Radial glial เช่น การ แสดงออกของโปรตีน PSA-NCAM และประสิทธิภาพสูงในการสร้างเซลล์ประสาทชนิดต่างๆ เซลล์ต้นกำเนิด ระบบประสาทประเภทนี้จะค่อยๆเปลี่ยนสภาพไปเป็นเซลล์ต้นกำเนิดระบบประสาท คล้ายที่พบในผู้ใหญ่ (adult neural stem cells) จากคุณสมบัติที่พบคือ การแสดงออกของโปรตีน GFAP และประสิทธิภาพสูงใน การสร้างเซลล์ค้ำจุนระบบประสาท นอกจากเซลล์ตั้งต้นระบบประสาทแล้ว เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์ยัง สามารถถูกเปลี่ยนสภาพไปเป็น neural crest stem cells ได้โดยการยับยั้งสัญญาณ BMPs พร้อมกับการ กระตุ้นสัญญาณ WNT โดย neural crest stem cells ที่ได้มีคุณสมบัติคล้ายกับเซลล์ premigratory neural crest cells ที่สามารถถูกเหนี่ยวนำต่อไปเป็นเซลล์ชนิดต่างๆได้ เช่น เซลล์กระดูก เซลล์ไขมัน เซลล์ ค้ำจุนระบบประสาท และเซลล์ประสาทส่วนปลาย เป็นต้น จากการศึกษาข้างต้นสามารถบ่งชี้ได้ว่าเซลล์ต้น กำเนิดตัวอ่อนมนุษย์นั้นเป็นเครื่องมือวิจัยที่มีประสิทธิภาพสูง ในการศึกษากระบวนการพัฒนาระบบประสาท ของมนุษย์ในระยะต่างๆ ที่ไม่สามารถทำได้ในอดีตเนื่องจากปัญหาทางจริยธรรมในการใช้ตัวอ่อนมนุษย์ นอกจากนี้เมื่อเราทราบถึงขั้นตอนการพัฒนาเซลล์ในระบบประสาทอย่างลึกซึ้งแล้ว ก็จะสามารถคัดเลือกเซลล์ ในระยะที่เหมาะสมต่อการนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่ต่างๆได้ โดยเฉพาะเมื่อต้องการเซลล์ที่จำเพาะต่อการ รักษาโรคทางระบบประสาทหนึ่งๆ