مقاله در مورد سلول های بنیادی و کاربرد آن ها

بخشی از مقاله

هدف :
هدف ازانجام اين تحقيق بالا بردن سطح دانش و کسب اطلاعاتي درباره سلول هاي بنيادي ، خصوصيات و كاربرد آنها در علوم پزشكي و درمان بيماريها به وسيله اين سلول هامي باشد امروزه بيماري هاي زياد ومسري گريبانگير جامعه بشري شده است ودر حالي كه بسياري از اين بيماري ها صعب العلاج مي باشد و به همين خاطر اين بيماري ها نظر دانشمندان علوم پزشكي را به خود

معطوف كرده است و آنها را به اين فكر واداشته است كه چگونه مي توانندراه حلي براي آن بيابند به همين علت بحث سلول هاي بنيادي در علم پزشکي بسيار مطرح وپر اهميت مي باشد . بنابراين ما بر آن شديم تا تحقيقاتي در اين زمينه هرچند ناچيزبه عمل آوريم ؛تا به واسطه آن اطلاعاتي در اين زمينه در اختيار خوانندگان گرامي و پويندگان علوم پزشكي قرار دهيم.

چـكـيده:
سلول هاي بنيادي سلول هايي هستند كه به علت داشتن پتانسيل هاي بالا در زمينه ي تقسيم شدن و تمايز به سلول هاي تخصصي بدن و نيز توانايي هاي آن ها در ترميم بافتي بسيار مورد توجه جامعه قرار گرفته اند اين سلول ها مي توانند به طور نامحدود هر نوع سلولي را به وجود آورند علاوه بر اين مي توانند از نظر ژنتيكي تغيير كنند به صورتي كه پس از پيوند دفع نشوند. بيش از بيست سال قبل دانشمندان توانستند سلول هاي بنيادي را از جنين چند روزه موش جدا كنند و با مطالعه سال ها جزئيات بيولوژي سلول هاي بنيادي موش در سال 1998 موفق به جدا كردن سلول هاي بنيادي جنيني از جنين انسان شوند امروزه سلول هاي بنيادي از موش ،انسان و ميمون گرفته مي شود.اين سلول ها دو خصوصيت ويژه دارند:

1ـ خود نوزائي (تقسيم و توليد سلول هايي با خواص يكسان بدون اينكه ويژگي سلول اوليه دچار تغيير شود)
2 ـ توانايي متمايز شدن به سلول هاي اعضاء مختلف بدن
اين سلول ها به طور كلي به سه دسته تقسيم مي شوند:
1 ـ سلول هاي بنيادي جنين (Embryonic stem cells)
2 ـ سلول هاي بنيادي بزرگسالان(Adult stem cells)
3 ـ سلول هاي بنيادي بند ناف( (Umbilical cord stem cells

هر كدام از اين سلول ها ويژگي هاي خاص خود را دارا هستند وهر كدام در قسمتهاي مختلفي از بدن يافت مي شوند تعداد اين سلول ها در بدن بسيار كم و نادر است . سلول هاي بنيادي را در آزمايشگا ه ها در محيط هاي خاصي كشت مي دهند و آزمايشات متعددي را روي آنها انجام مي دهند تا بتوانند بهترين و كاملترين موجود زنده را ايجاد كنند.
اين سلول ها كاربردهاي زيادي را در علم پزشكي دارا هستند و مي توانند بيماري هاي زيادي را درمان كنند بيماري هايي كه داراي بيشترين كانديد ها براي درمان توسط سلول هاي بنيادي مي باشند عبارتند از:
1.diabetes
2.acute live
3.heart failures
4. muscular disorder
5. arthritis
6. brain damages and disorders
7. vision disorders
8. renal disorders
9. hematopoietic and immune disease
2ـ ترميم كردن مغز به كمك سلول هاي مغز استخوان
3 ـ درمان كمردرد به كمك سلول هاي بنيادي
4 ـ درمان بيماري هاي قلبي به كمك سلول هاي بنيادي
5 ـ درمان بيماري هاي كبدي به كمك سلول هاي بنيادي
6 ـ درمان چين و چروك پوست به وسيله ي سلول هاي بنيادي


از فناوري سلولهاي بنيادي به عنوان دومين انقلاب در زيست شناسي و پزشكي بعد از فناوري زيست ياد مي شود .فناوري سلول هاي بنيادي در مطالعات زيست شناسي تكويني يا جنين شناسي ، توسعه دارو سازي ، ناهنجار شناسي ، سم شناسي و مطالعه عملكرد ژن ها در موجود زنده داراي اهميت است . اما مهمترين ارزش اين سلول ها در طب ، پيوند است به گونه اي كه اميد محققان آن است كه بتوان اين سلول ها را در جهت درمان بسياري از بيماري هاي صعب

العلاج به كار برد كه البته دانشمندان بر اين اميدند و پيش بيني مي نمايند كه در 10 سال آينده به اين هدف دست يابند. .سلول هاي بنيادي كه از سلول هاي داخل بدن پستان داران جدا مي شوند به دليل داشتن پتانسيل هاي بالا در زمينه تقسيم شدن ، تمايز به سلول هاي تخصصي بدن و نيز توانايي آنها در ترميم بافت هاي آسيب ديده بدن بسيار مورد توجه دانشمندان علوم پزشكي قرار گرفته اند. امروزه بسياري از دانشمندان مشغول مطالعه ،پژوهش و تحقيق بر روي سلول هاي

بنيادي هستند و در اين زمينه به پيشرفت هاي قابل ملاحظه و چشم گيري دست يافته اند .آنها با جدا سازي سلول هاي بنيادي جنيني ، سلول هاي بنيادي بند ناف و سلول هاي بنيادي بزرگسال از بدن انسان و كشت آن در محيط آزمايشگاه موفق به توليد بعضي از بافت هاي تخصصي بدن شدند كه به واسطه آنها مي توان بسياري از بيماران را از مرگ نجات داد. همچنين با استفاده از سلول هاي بنيادي بند ناف كودك ، مي توان همه بيماري هاي او را در دوران بزرگسالي50% درصد بيماري هاي والدين و 25% بيماري خواهران و برادران او را درمان كرد. علاوه بر اين دانشمندان در حال انجام آزمايشاتي در خصوص تبديل سلول هاي بنيادي به انسان هستنتد كه مطمئناً در سال

هاي آينده شاهد آن هستيم. كشور ما نيز به همت دانشمندان و متخصصين اين رشته از جمله معدود كشورهايي است كه به اين فناوري دست يافته است. در كشور ما دو مركز تحقيقاتي به نام رويان و مدرس مشغول فعاليت در اين زمينه هستند كه دانشمندان مؤسسه رويان در سال گذشته موفق به توليد گوسفند شبيه سازي شده ، شدندكه اميدواريم همچنان شاهد موفقيت هايي در اين زمينه و در زمينه هاي ديگر علمي براي كشور عزيزمان باشيم. در اين تحقيق سعي شده است كه به گوشه اي از فعاليت ها و دستاوردهاي محققان در دست يابي به فناوري تكثير و تمايز سلول هاي بنيادي اشاره شود و اطلاعاتي هر چند ناچيز در باره سلول هاي بنيادي در اختيار خوانندگان

گرامي و پويندگان علوم پزشكي قرار داده شود. امروزه عليرغم پيشرفت هاي بزرگي كه در استفاده از سلول هاي بنيادي براي مقاصد درماني به دست آمده است ، بشر هنوز در ابتداي اين راه است و همچنان تحقيقات گسترده اي براي عملي ساختن ايده هاي محققان در دست انجام است كه اميدواريم هر چه زودتر اين ايده ها تحقق يابند.

روش تحقيق:
در دنياي امروزي وزندگي ماشيني بسياري از بيماري هاي مسري ولايعلاج بوجو.د آمده است كه فكر دانشمندان و متفكرين علوم پزشكي را به خود مشغول داشته است . اين بيماري ها از آن جهت اهميت پيدا كرده است كه افراد زيادي را بطور ناگهاني و يا به طور تدريجي به كام مرگ و نابودي مي كشاند و از همه مهمتر اين كه اين بيماري ها به فرزندان آنها نيز منتقل مي شود و از همان ابتداي زندگي زنده بودن آنها را به مخاطره مي اندازد لذا وجود اين بيماري ها سوألات بسياري را در ذهن انسان ايجاد مي كند كه عبارتند از :

1ـ آيا راهي براي تولد نوزاداني سالم از افراد مبتلا به بيماري مسري وجود دارد.
2ـ آيا مي توان از پيشرفت بيماري جلو گيري كرد.
3ـ اگر فردي قسمتي يا عضوي از بدن خود را در حادثه يا بر اثر بيماري از دست بدهد امكان ترميم آن وجود دارد
4ـ در پيوند اعضاء بدن مسئله اي به نام عدم پذيرش عضو توسط بدن گيرنده عضووجود دارد به چه طريق مي توان به اين مشكل فائق آمد.
همين سئوالات بود كه ما را بر آن داشت تا به گردآوري اين مطالب بپردازيم و سختيها و مشكلات اين راه اعم از در دسترس نبودن كتابهايي در اين رابطه، كمبود منابع علمي در زمينه فوق و غيره را با جان و دل بخريم تا بتوانيم به بعضي از اين سئوالات در حد توان و وسع خود پاسخي هر چند كوتاه و مختصر بدهيم و ديگران را نيز از پاسخ اين سئوالات مطلع كنيم.

ادبيات و سوابق سلول هاي بنيادي

در رابطه با ادبيات و سوابق سلول هاي بنيادي مي توان به موارد زير اشاره كرد:
ـ طيبه رهبرپور، مژده صالح نيا و مسعود سليماني در خصوص تمايز سلول هاي كيسه زرده موش به سلول هاي اريتروئيدي در حضور اريتروپوئيتين تحقيقي انجام داده اند كه چكيده آن به شرح زير مي باشد:
هدف: سلولهاي بنيادي خونساز کيسه زرده به علت توانايي تکثير زياد و عدم بروز آنتي ژنهاي وابسته به سازگار نسجي MHC، بهترين کانديد براي پيوند، سلول درماني و مطالعات تداخلات ژني هستند. با توجه به اختلاف نظر در مورد اثر گذاري اريتروپوئيتين (EPO: Erythropoeitin) بر تمايز سلولهاي کيسه زرده سعي شد تاثير EPO بر تمايز آنها به رده اريتروئيدي در شرايط In vitro بررسي شود.مواد و روشها: پس از تخليه جنينهاي 10 روزه موش نژاد NMRI، کيسه زرده آنها با کمک استريوميکروسکوپ جدا شد و سلولهاي آن ابتدا توسط روشهاي مکانيکي و بعد با آنزيم کلاژناز 1/0 درصد يا تريپسين 25/0 درصد، 02/0درصد اتيلن دي آميد تترااستيک اسيد (EDTA) به سلولهاي تک تبديل شدند. سپس از اين سلولها در حضور فاکتورهاي اينترلوکين 3، فاکتور سلول

بنيادي و غلظتهاي مختلف اريتروپوئيتين در دو مرحله سنجش کلوني در محيط نيمه جامد صورت گرفت. بعد از 14 روز رنگ آميزي بنزيدين صورت گرفت و کلونيهاي بنزيدين مثبت به عنوان رده اريتروئيدي شمارش شدند. رنگ آميزي بنزيدين و رايت گيمسا روي لامهاي سيتواسپين آنها صورت گرفت. سپس براي بررسي اثر لايه پشتيبان بر کشت سلولهاي کيسه زرده، از هم کشتي اين سلولها با سلولهاي استروماي مغز استخوان استفاده شد.يافته ها: نتايج نشان داد که تمايز اين سلولها به رده اريتروئيدي در In vitro هم در حضور فاکتور EPO و هم در غياب اين فاکتور صورت مي

گيرد، ولي در حضور فاکتور EPO تعداد کلونيها بنزيدين مثبت بيشتر و اندازه کلونيها بزرگتر بود. ميانگين تعداد کلونيها بنزيدين مثبت در گروه حاوي EPO با غلظت 1 U/ml نسبت به گروه فاقد EPO، 55.4 درصد افزايش داشت اما اين افزايش از نظر آماري معني دار نبود. کشت اين سلولها روي لايه پشتيبان هم نشان داد که در حضور EPO تمايز به رده اريتروئيدي بهتر صورت مي گيرد.نتيجه گيري: در مجموع با توجه به نتايج به دست آمده مي توان چنين نتيجه گيري کرد که اين سلولها در In vitro بدون نياز به EPO به رده اريتروئيدي تمايز مي يابند اما حضور EPO باعث بهبود شکل گيري کلونيها اريتروئيدي مي شود. گرچه در اين خصوص نياز به تحقيقات بيشتري است.
ـ شيوا خضري، مجتبي رضازاده ولوجردي، حوري سپهري و حسين بهارونددر خصوص بررسي خصوصيات كرونوتروپي كارديوميوسيتهاي مشتق از سلولهاي بنيادي جنيني موش پس از تيمار با فاكتور رشد فيبروبلاستي تحقيقي انجام داده اند كه چكيده مطلب آن به شرح زير مي باشد.

هدف: تاثير فاکتور رشد فيبروبلاستي بر تمايز کارديوميوسيتهاي حاصل از سلولهاي بنيادي جنين (ES: Embryonic Stem Cells) موش و خصوصيات فارماکولوژيکي آنها مواد و روشها: تعداد 800 سلول بنيادي جنيني موش (Royan B1) در قطرات آويزان و در پتري ديش کشت شدند. پس از دو روز سلولهاي ES در هر قطره جمع شده و تشکيل اجسام شبه جنيني (EB: Embryoid Body) را دادند. به دنبال آن EB ها به مدت پنج روز ديگر به صورت سوسپانسيون در ظروف باکتريايي کشت شدند. در دو روز اول کشت در ظروف باکتريايي، سلولها با bFGF 10 ng/ml (basic Fibroblast

Growth Factor) تيمار شدند. سپس EB ها به صورت منفرد در ظروف کشت سلولي 24 خانه که قبلا با ژلاتين 1/0 درصد مفروش شده بودند کشت شدند. تعداد ضربان EBها در دو گروه کنترل و bFGF به صورت روزانه شمارش و تاثير داروهاي کرونوتروپي ايزوپرنالين، کارباکول و فنيل افرين بر کارديوميوسيتهاي حاصل بررسي شد.
يافته ها: به کارگيري ايزوپرنالين و فنيل افرين بر کارديوميوسيتهاي حاصل سبب افزايش تعداد ضربان در دقيقه در هر دو گروه گرديد. اما تعداد ضربان در گروه bFGF در ابتداي تکوين نسبت به گروه کنترل بيشتر بود. به طوري که بکارگيري ايزوپرنالين (p<035/0) و فنيل افرين (p<019/0) سبب افزايش معني دار ضربان نسبت به گروه bFGF شد. همچنين داروي کارباکول سبب کاهش تعداد ضربان در دقيقه در هر دو گروه شد اما تفاوتي در ميزان کاهش ضربان هر دو گروه ديده نشد. نتايج شمارش روزانه نيز نشان داد که EB هاي گروه کنترل تعداد ضربان در دقيقه بيشتري نسبت به گروه bFGF دارند و پايداري تعداد ضربان در دقيقه در طول زمان در گروه کنترل بيشتر از گروه bFGF است. تفاوت دو گروه در روز 7+5 با p<012/0، روز 7+7 با p<002/0، روز 7+9 با p<0001/0، روز 7+17 با p<014/0 روز 7+19 با p<001/0 معني دار بود.

نتيجه گيري: از نتايج به دست آمده مي توان استنباط کرد که bFGF با اينکه بر تجلي يا عملکرد بعضي گيرنده ها در کارديوميوسيتها مي تواند موثر باشد ولي با شرايط مذکور به تنهايي در قلب زايي تاثيري ندارد.
ـ معاون علمي رئيس جمهور رتبه ششم ايران در سلول هاي بنيادي و رتبه هشتم در شبيه سازي حيوانات را برخي از دست آوردهاي اخير كشور عنوان كرد خبرگزاري مهر

تاريخچه:
تاريخچه تحقيقات در زمينه ي سلول هاي بنيادي به قرن نوزدهم زماني كه دانشمندان دريافتند برخي از سلول ها مي توانند سلول هاي ديگري را توليد كنند ، بر مي گردد . در سال 1960 محققان كشف كردند كه مغز استخوان حداقل دو نوع سلول بنيادي را توليد مي كند كه عبارتند از : سلول هاي خون ساز كه انواع سلول هاي خوني را در بدن مي سازد وسلول هاي استرومال كه مي توانند بافت هاي غضروف ، اسخوان ، چربي و بافت هاي همبندي فيبروز را در بدن بسازند.در سال 1960 دانشمنداني كه موش ها را مطالعه مي كردند ؛ دو منطقه از مغز موش را ك

ه شامل سلول هاي تقسيم شونده كه تبديل به سلول هاي عصبي مي شوند را كشف كردند.
در سال 1990 دانشمندان دريافتند كه مغز بالغين شامل سلول هاي بنيادي است كه توانايي توليد سه نوع سلول هاي اصلي مغز كه شامل آستروسيت ها و اليگودندروسيت ها (سلول هاي غير عصبي) و نورون ها (سلول هاي عصبي ) مي شوند را دارا هستند.
بيشتر از بيست سال قبل دانشمندان توانستند سلول هاي بنيادي را از جنين ابتدايي موش جدا كنند و با سال ها مطالعه بر روي جزئيات بيولوژي سلول هاي بنيادي موش توانستند به بسياري از

خصوصيات آنها پي ببرند. در سال 1998 دانشمندان موفق به جدا كردن سلول هاي بنيادي جنيني از جنين انسان و رشد آن ها در محيط آزمايشگاه شدند واين سلول ها را سلول هاي بنيادي جنيني انسان ناميدند .اين سلول ها همان طور كه از نامشان پيدا است از جنين هاي چهار يا پنج روزه كه از تخم هايي كه درآزمايشگاهي بارور مي شوند به دست مي آيند و در محيط آزمايشگاهي در محيط هاي كشت اختصاصي رشد داده مي شوند.
بالاخره در سال 1998 اولين گزارش موفقيت آميز از تكثير و تمايز سلول هاي بنيادي جنيني انسان در آمريكا منتشر شد. اما با توجه به بروز برخي محدوديت ها در توليد و استفاده از سلول هاي بنيادي جنيني (كه تلاش براي رفع آن ها كماكان ادامه دارد ) در چند سال اخير ، موج جديدي از تحقيقات بر روي سلول هاي بنيادي بالغ شروع شد كه با جديت تمام ادامه دارد.

سلول هاي بنيادي چيست ؟
يکي از يافته هاي جديد علم پزشکي شناسايي و جدا کردن نوع جديدي از سلول ها در داخل بدن پستانداران، به نام سلول هاي بنيادي است که به دليل داشتن پتانسيل هاي بالا در زمينه تقسيم شدن، تمايز به سلول هاي تخصصي بدن و نيز توانايي آن ها در ترميم بافتي بسيار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند. اين سلول ها داراي دو خصوصيت ويژههستند که آنها را از ساير سلول ها متمايز مي کند :

1) قدرت تقسيم و توليد سلول هايي با خواص يکسان (خودنوزايي ) بدون اين که ويژگي سلول اوليه دچار تغيير شود.
2)توانايي متمايز شدن به سلول هاي مختلف بدن.
سلول هاي بنيادي با ديگر انواع سلول ها در بدن متفاوت هستند. همه اين ها صرف نظر از منبع آن ها داراي 3 ويژگي مشترک هستند:
1)قدرت تقسيم و نوسازي خود براي مدت طولاني
2)عدم تخصصي بودن براي بافت خاص
3)قدرت تبديل شدن به سلول هاي تخصصي.
به طور کلي سلول هاي بنيادي داراي 2منشاء جنيني (embryonic) و بزرگسالان (Adult) هستند.اين سلول ها به سه دسته تقسيم مي شوند:
1)سلول‌هاي بنيادي جنيني (Embryonic stem cells)
2) سلول‌هاي بنيادي بزرگسال (Adult stem cells)
3)سلول‌هاي بنيادي بند ناف (Umbilical cord stem cells)
سلول هاي بنيادي جنيني ) ( Embryonic stem cell

بيشتر از ۲۰ سال قبل دانشمندان توانستند سلول هاي بنيادي را از جنين ابتدايي موش جدا كنند و با مطالعه سالها جزئيات بيولوژي سلول هاي بنيادي موش؛ درسال ۱۹۹۸ دانشمندان موفق به جدا كردن سلول هاي بنيادي جنيني از جنين انسان و رشد آنها در محيط آزمايشگاه شدند و اين سلول ها را سلول هاي بنيادي جنيني انسان ناميدند. سلول هاي بنيادي جنيني همان طور که از اسمشان مشخص است از جنين گرفته مي شوند.در واقع اين سلول ها از جنين هايي گرفته مي شوند که از طريق لقاح مصنوعي (IVF) در آزمايشگاه و با اطلاع اهداکنندگان اسپرم و تخمک به

دست آمده اند. جنيني که از آن سلول هاي بنيادي گرفته مي شود به طور طبيعي حدود سن چهار يا پنج روزگي را دارد و به شکل يک توده گرد است که آن را بلاستوسيست (blastocyst) مي نامند سلول هاي بنيادي جنيني از توده سلولي داخلي جنين در مرحله بلاستوسيست به وجود مي آيند.
بلاستوسيست چيست؟
جنيني که از آن سلول هاي بنيادي گرفته مي شود به طور طبيعي حدود سن چهار يا پنج روزگي را دارد و به شکل يک توده گرد است که آن را بلاستوسيست (blastocyst) مي نامند سلول هاي بنيادي جنيني از توده سلولي داخلي جنين در مرحله بلاستوسيست به وجود مي آيند.
بلاستوسيست مرحله اي از تکوين پيش از لانه گزيني جنين در پستانداران است که معمولا 4تا 5روز بعد از لقاح ايجاد مي شود. در اين مرحله جنين 100 - 200 سلول دارد و به صورت کره اي توخالي است . اين کره متشکل از يک لايه سلولي بروني (تروفواکتودرم ) است که به طور معمول پس از لانه گزيني در رحم ، بخشي از جفت را مي سازد؛ همچنين اين کره حاوي مجتمعي از سلول ها (حدود 20 -30سلول ) به نام توده سلولي داخلي است..هيچگاه اين سلول ها در يک رويان که از بدن مادر گرفته شده استخراج نمي شوند.
در واقع( blastocyst) ساختار مخصوصي است كه از سه بخش تشكيل شده است:
1- trophoblayt که لايه سلول هاي احاطه کننده blastocystهستند.
2- blastocoel که در واقع يک حفره در داخل blastocyst است.
3- inner cell mass : گروهي متشکل از 30 سلول که در يک انتهاي

blastocyst ديده مي شود.
چگونگي كشت سلولهاي بنيادي:
رشد سلول هاي بنيادي در محيط آزمايشگاه را اصطلاحاً "کشت سلولي" (cell culture) مي نامند. در واقع جدا کردن سلول هاي بنيادي جنيني از طريق انتقال inner cell masis به يک ظرف کشت آزمايشگاهي پلاستيکي که شامل يک بستر تغذيه اي به نام "محيط کشت(culture medium)مي باشد انجام مي گيرد. تقسيم و ازدياد سلول ها بر روي سطح اين ظرف انجام مي گيرد. سطح داخلي اين ظرف به صورت typical به وسيله سلول هاي پوست جنين موش پوشيده شده است.

اين سلول ها قادر به تقسيم شدن نيستند. به اين لايه پوشاننده سلولي در اصطلاح feeder layer گفته مي شود.دليل استفاده از اين سلول ها فراهم آوردن يک سطح طبيعي به منظور چسبيدن سلول هاي inner cell mass به آن و عدم جداشدنشان است. در واقع اين عمل به منظور حمايت فيزيکي از سلول هايمان انجام مي گيرد.درضمن سلول هاي اين لايه موادمغذي رابه داخل محيط کشت رها مي کنند.اخيرا دانشمندان راه هاي جديدي را به منظور کشت سلولهاي بنيادي جنين

بدون استفاده از feeder layer را فراهم کرده اند.اين روش به عنوان نقطه عطفي در فرايند کشت سلولي به حساب مي آيد.زيرا ريسک انتقال برخي مواد مضر و آسيب رسان از سلول هاي موشي به سلول هاي انساني را به حداقل مي رساند. پس از چند روز سلول هاي کشت داده شده شروع به رشد و تقسيم شدن (proliferation) در اين محيط مي کنند.هنگامي که اين عمل انجام گرفت سلول هاي کشت داده شده که الان زياد شده اند را از اين محيط برداشته و به محيطهاي تازه کشت انتقال مي دهند.پروژه کشت مجدد سلول ها بارها و بارها براي چندين مرتبه و به مدت چندين ماه تکرار مي شود. اين عمل را اصطلاحا subculturing مي نامند. هر کدام از سيکل هاي subcultring را در اصطلاح پاساژ(passage) مي نامند.
بعد از 6 ماه يا بيشتر 30 سلول اوليه که در غالب inner cell mass استفاده کرديم تبديل به هزاران ميليون "سلول بنيادي جنيني" مي شوند. سلول هايي را که در اين دوره 6 ماه و در اين محيط کشت مخصوص تقسيم شده و در عين حال تماييز نيابند را چند ظرفيتي (pluripoten) مي نامند. حال اگر اين سلول ها از نظر ظاهر ژنتيک نيز طبيعي باشند آن ها را embryonic stem cel line مي نامند.يک cell line را مي توانيم تثبيت کنيم (البته اين عمل در مراحل قبل هم قابل انجام است) و آن ها را فريز کرده و به آزمايشگاه هاي ديگر به منظور کشت بيشتر و آزمايشات فراتر منتقل کنيم.
تست هاي آزمايشگاهي انجام شده به منظور تشخيص سلول هاي بنيادي جنيني کدامند؟

در مراحل مختلف کشت سلول، دانشمندان سلول ها را مورد آزمايش قرار مي دهند تا ببينند آيا سلول هاي مذکور توانايي ها و ويژگي هاي سلول بنيادي را دارند يا خير.به اين فرايند در اصطلاح characterization گفته مي شود.تا کنون دانشمندان بر روي اين قضيه که کدام تست مي تواند به عنوان تست استاندارد به منظور تشخيص و اندازه گيري خواص اين سلول ها به کار رود توافق نکرده اند. هر چند بسياري از اين تست ها که مورد استفاده قرار مي گيرند نمي توانند ويژگي هاي اين سلول هارا به طور کامل مورد بررسي قرار دهند.به همين دليل دانشمندان به منظور بررسي اين

سلول ها از چندين تست به طور هم زمان استفاده مي کنند.اين تست ها شامل موارد ذيل است:
1ـ رشد و subcultring سلول ها به مدت چند ماه : اين تست ما را مطمئن مي سازد که سلول ها قدرت و توانائي نوسازي خود براي مدت طولاني (long-term self-renewal) را دارند.دانشمندان سلول هاي حاصل از اين عمل را در زير ميکروسکوپ بررسي مي کنند تا مطمئن شوند که سلول ها ظاهري ساده دارند و در ضمن تمايز هم پيدا نکرده اند (undifferentiated).

2ـ استفاده از تکنيک هاي مخصوص جهت تعيين حضور مارکرهاي سلولي خاص بر روي سطح اين سلول ها که فقط در سلول هاي تمايز نيافته ديده مي شوند.
3 ـ بررسي حضور پروتئين مخصوصي به نام oct-4 که فقط در سلول هاي غير تمايز يافته(undifferentiated) ديده مي شود.اين پروتئين در واقع يک فاکتور رو نويسي است که موجب تغيير حالت ژن بين دو حالت روشن و خاموش در زمان مناسب مي شود. پديده اي که به منظور تمايز سلول ها و توسعه جنين يک امر ضروري است.
4ـ بررسي کروموزوم ها زير ميکروسکوپ : روشي است که به ما کمک مي کند تا ببينيم آيا کروموزوم ها، آسيب ديده اند يا خير و هم چنين مي توانيم از نظر سالم بودن تعداد آن ها نيز اين عمل را انجام بدهيم. البته اين آزمايش مشخص نمي کند که آيا در سلول هاي مذکور جهش اتفاق افتاده است يا خير.
5 ـ تعيين اينکه آيا سلول هاي مذکور بعد از فريز شدن مجددا قادر به تقسيم و کشت دادن هستند يا خير.
6 ـ به منظور تعيين قدرت سلول ها در تبديل شدن به سلول هاي تخصصي ، مي توان 3 تست را روي آن ها انجام داد:
a- اجازه دادن به سلول که در ميحط کشت به طور هم زمان تمايز نيز پيداکنند.

b- دستکاري سلول ها که اين اجازه را به آن ها مي دهد تا به سلول ها تخصصي تمايز پيدا کنند.
c- تزريق سلول هاي مذکور به موش به منظور بررسي توانائي توليد تومورهاي خوش خيم به نام تراتوما (tratoma) [تومورهايي متشکل از سلول هايي تمايز يافته که مشخص کننده اين توانائي در سلول هاي بنيادي جنيني است که اينها قادر به تبديل شدن و تمايز به انواع متعددي از سلول ها مي باشند.
چگونه سلول هاي بنيادي جنيني را به سمت تمايز تحريک مي کنند؟
تا زماني که سلول هاي ما در يک محيط کشت معين و تحت شرايط خاص کشت قرار داشته باشند قادربه تبديل شدن به سلول هاي تخصصي نيستند. اما اگر اين شرايط را تغيير بدهيم به گونه اي که سلول ها بتوانند در کنار هم قراربگيرند و تشکيل اجسام شبيه روياني را بدهند سلول هاي مذکور شروع به تمايزمي کنند.اين سلول ها مي توانند به سلول هاي عضلاني ، سلول عصبي و بسياري از انواع سلول هاي ديگر تبديل شوند. اگرچه تمايز هم به عنوان نشانه اي در اثبات سالم بودن محيط هاي کشت سلولي مي باشد اما يک راه موثر براي توليد کشت هايي از انواع سلولي نمي باشد.به منظور فائق آمدن به اين مشکل دانشمندان زيادي توجه خود را به سمت تمايز سلول ها به يک سلول تخصصي خاص معطوف کردند.براي رسيدن به اين هدف آن ها اقدام به تغيير در کردن يک ژن خاص در سلول ها کردند و در طي اين سالها اصول خاص را به منظور تمايز سلول ها به انواع تخصصي را پايه گذاري کردند که تحت عنوان اصول تمايز مستقيم (DD) شناخته مي شوند.

اگر دانشمندان بتوانند روش قابل اطميناني را به منظور DD پيدا کنند اميدهاي تازه اي را براي درمان برخي بيماريهاي خاص در انسان با کمک سلول هاي بنيادي را به وجود مي آورند.
تاکنون تنها از 3 گونه پستانداران يعني انسان ، موش و ميمون سلول هاي بنيادي جنيني با توان خود نوسازي و کشت طولاني مدت به دست آمده است ؛ البته در جانداران ديگر نظير جوجه ، گورخر، ماهي ، رات (موش صحرايي )، خوک ، گاو و گوسفند نيز تلاش هايي براي ايجاد رده هاي سلولي بنيادي جنيني صورت گرفته است.

سلول هاي بنيادي جنيني قابليت تبديل به چه سلول هايي را دارند؟
سلول هاي بنيادي جنيني موش در شرايط آزمايشگاهي قادرند به انواع فراواني از سلول هاي بدني تبديل شوند. سلول هايي نظير سلول هاي عصبي ، ماهيچه اي ، مزانشيمي ، کبدي ، انسولين ساز و... از اين دسته اند. اين سلول ها داراي پتانسيل فراوان در ترميم و جايگزيني سلول ها و بافت هاي آسيب ديده هستند.
چرا سراغ استفاده از سلول هاي جنيني حيوانات رفته اند؟ آيا اين مسيري است که به درمان نارسايي هاي انساني منجر مي شود؟
سلول هاي بنيادي داراي کاربردهاي مختلفي هستند که يکي از مهم ترين آنها توان بالقوه اين سلول ها در درمان بعضي بيماري هاست . مطالعه مدل هاي حيواني نشان داده است که پيوند سلول هاي بنيادي جنيني يا سلول هاي بزرگسالان در درمان موفقيت آميز بسياري از بيماري ها ازجمله آسيب هاي نخاعي ، کبدي ، قلبي و استخواني ، ديستروفي ماهيچه اي ، ديابت و پارکينسون اهميت دارد. اين موفقيت اميدواري هاي زيادي را براي درمان بيماري ها در انسان پديد آورده است . اگر چه در سال هاي اخير پيشرفت هاي قابل ملاحظه اي در طب پيوند انساني بوجود آمده ، اما هنوز مشکلات و موانع زيادي در راه استفاده از سلول هاي بنيادي براي اين منظور وجود دارد.
سلول هاي بنيادي بزرگسالان (Adult stem cells):
سلول هاي بنيادي بزرگسالان يک سري سلول هاي غير تمايز يافته هستند که در داخل بافت ها و اندام هاي مختلف و در کنار سلول هاي تخصصي (مغز استخوان و پوست ) و تمايز يافته بافت ها و ارگان هاي بدن انسان يافت مي شوند و توانايي نوسازي و تمايز به انواع سلول هاي اختصاصي اصلي بافت يا ارگان را دارند. نقش هاي اوليه اين سلول ها در يك ارگان زنده شامل حمايت كردن و تعمير بافت هايي است كه از آنها به دست مي آيند.اين سلول ها مانند ساير سلول ها توانايي

خود سازي را دارند به اين معني که مي توانند تقسيم شوند و سلول هايي شبيه به خود را به وجود آورند.هم چنين اين سلول ها توانايي تبديل شدن به سلول هاي بالغ و تمايز يافته در آن بافت يا اندام مورد نظر را دارند.بنابراين دانشمندان نقش اين سلول ها را در پديده حفظ و ترميم بافت هاي بزرگسالان مهم ارزيابي مي کنند. و در پاره اي از موارد به جاي لفظ " سلول هاي بنيادي

جنيني که منشا آن ها کاملا مشخص است (INNER CELL MASS )سلول هاي بنيادي بزرگسالان منشا مشخصي ندارند.
تحقيقات در زمينه سلول هاي بنيادي بزرگسالان در چند سال اخير موفقيت هاي زيادي کسب کرده است. در واقع دانشمندان به اين يافته دست پيدا کرده اند که تعداد بافت هايي که حاوي اين سلول ها هستند بسيار بيشتر از چيزي است که قبلا تصور مي کردند. از جمله اين بافت ها بافت سيستم عصبي مرکزي يعني مغزو طناب نخاعي است که در گذشته تصور مي شد که فاقد هرگونه سلول بنيادي است اما امروزه مکان هاي مشخصي از اين اندام ها شناسايي شده اند که اين سلول ها را در خود جاي داده اند.اين واقعيت ها منجر به اين شد که دانشمندان از خود بپرسند آيا ممکن است بتوان از اين سلول ها در فرايند سلول درماني استفاده کرد.

سلول هاي بنيادي بزرگسالي که در اندام هاي افراد بعد از تولد وجود دارند تمايل دارند که به سلول هاي متعلق به همان بافتي که در آن قرار دارند تبديل شوند.به عبارتي سلول هاي خون ساز موجود در مغز استخوان که به نام سلول هاي بنيادي خونساز (hematopoietic stem cells) (اين سلول با كارايي هاي متعدد يا چند كاره حضور دارد كه منشا دو نوع سلول هاي اجدادي اصلي است كه عبارتند از سلول بنيادي لنفوئيد وسلول بنيادي خون ساز يا ميلوئيد.) مشهور هستند تمايل دارند تا به سلول هاي گلبول قرمز، گلبول سفيد و پلاکت ها تبديل شوند.در سال هاي اخير تحقيقات زيادي در مورد امکان تبديل سلول بنيادي مخصوص يک بافت به سلول هاي تخصصي يک بافت کاملا

متفاوت انجام شده است . اين فرايند را در اصطلاح plasticity مي نامند.براي مثال تبديل سلول هاي بنيادي مغز استخوان به نورون ها و يا تبديل سلول هاي بنيادي کبدي به سلول هاي توليد کننده انسولين و يا تبديل سلول هاي خون ساز به سلول هاي عضله قلبي. منشا و چگونگي شكل گيري اين سلولها به طور دقيق مشخص نيست و فرضيات مختلفي براي آن مطرح شده است از جمله اينكه اين سلولها در هنگام تمايز جدا از بقيه مانده و تمايز نيافته اند.

اكنون بيشتر از ۳۰ سال از استفاده سلول هاي بنيادي بزرگسالان خون ساز كه از مغز استخوان براي پيوند جدا مي شوند، مي گذرد.در سال ۱۹۶۰ محققان كشف كردند كه مغز استخوان حداقل دو نوع سلول بنيادي را دربردارد كه شامل سلول هاي بنيادي خون ساز كه انواع سلول هاي خوني را در بدن مي سازند و سلول هاي استرومال كه مي توانند بافت هاي غضروف، استخوان، چربي، بافت هاي همبندي فيبروز را در بدن بسازند، است .در سال ۱۹۶۰ دانشمنداني كه موش ها را مطالعه مي كردند دو منطقه از مغز موش را كه شامل سلول هاي تقسيم شونده كه تبديل به سلول هاي عصبي مي شوند، كشف كردند. بر خلاف اين گزارش ها بيشتر دانشمندان معتقد بودند كه سلول هاي عصبي جديد در مغز بزرگسالان نمي تواند توليد شود تا اينكه در سال ۱۹۹۰ دانشمندان توافق كردند كه مغز بزرگسالان شامل سلول هاي بنيادي است كه توانايي توليد سه نوع اصلي سلول هاي مغزي كه شامل آستروسيت ها و اليگودندروسيت ها (سلول هاي غيرعصبي) و نورون ها (سلول هاي عصبي) مي شوند را دارا هستند
اين سلولها قادر نيستند به همه نوع سلول تمايز پيدا كنند بلكه تنها قادرند به سلولهاي بالغ همان بافتي كه در آن هستند تبديل شوند (مثلا سلولهاي بنيادي مغز استخوان كه به سلولهاي خوني تبديل مي شوندکار با سلول هاي بنيادي بالغ سخت‌تر است. زيرا استخراج و کشت آنها نسبت به سلول هاي بنيادي جنيني دشوارتر است. با اين وجود يکي از موانع موجود براي استفاده از سلول هاي بنيادي جنيني، پس زدن آن ها توسط سيستم ايمني است. اگر سلول هاي بنيادي جنيني اهدا شده به يک بيمار تزريق شوند ممکن است سيستم ايمني بدن بيمار اين سلول ها را

مهاجمان خارجي تلقي کرده و به آنها حمله کند. اما استفاده از سلولهاي بنيادي بالغ تا حدودي از اين مشکل مي‌کاهد. زيرا سيستم ايمني بدن بيمار سلولهاي بنيادي خود بيمار را پس نمي‌زند.