کنترل اپی ژنتیکی تمایز برون تنی پانکراس اندوکرین: دانسته های فعلی و چشم اندازهای آینده

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 25 تیر 1398 | امتیاز: Article Rating

شیوع جهانی فزاینده دیابت های شیرین نوع یک و دو(T1DM‌و T2DM)، نیازمند ایجاد روش های برون تنی تولید سلول های بتای بالغ و کاملا دارای عملکردی است که بتوانند در پزشکی بازساختی استفاده شوند. اخیرا پروتکل های متعددی برای تمایز سلول های بنیادی جنینی انسانی(hESCs) و سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) به سلول های شبه بتای پانکراس انسانی ایجاد شده است. اخیرا این روش ها، به همراه یک رویکرد زیست مهندسی با استفاده از دستگاه های زیست سازگار کپسوله کننده منجر به کارآزمایی های بالینی تجربی شده است که امیدهایی زیادی را برای پایان دادن به مبارزه بیماران دیابتی برای مدیریت هایپرگلیسمی ایجاد کرده است. با این حال، پروتکل های تمایزی برون تنی برای رسیدن به جمعیت یکدستی از سلول های بتای بالغ ترشح کننده انسولین تک هورمونی با چالش هایی مواجه هستند. وقایع اپی ژنتیکی اصلی مانند متیلاسیون DNA، مدیفیکاسیون های بعد از ترجمه ای هیستون ها و بیان RNA‌های غیر کد کننده، تخصصی شدن فیزیولوژیک پانکراس اندوکرین به سلول های آلفا، بتا، گاما و دلتا را در شرایط درون تنی و برون تنی هماهنگ می کند. تنظیم نامناسب چنین فرایندهای اپی ژنتیکی با اختلالات پانکراسی متعددی از جمله دیابت همراه است. بنابراین، درک چشم اندازهای اپی ژنومیک و ترانسکریپتومیک دخیل در تکوین پانکراس اندوکرین می تواند روش های تمایز بروتنی را بهبود ببخشد. در این مطالعه مروری، ما موثرترین پروتکل ها برای تمایز برون تنی hESCs/hiPSCs به سمت سلول های بتای پانکراسی را خلاصه می کنیم و محدودیت های موجود در تولید سلول های بتای دارای عملکرد پاسخ دهنده به گلوکز و آزاد کننده انسولین را بحث می کنیم. علاوه براین، ما روی وقایع مهم رونویسی و اپی ژنتیکی که منجر به تخصصی شدن پانکراسی می شوند و روی پتانسیل کاربردی داروهای اپی ژنتیکی جدید برای تثبیت رویکردهای درمانی داروی خلاقانه فوکوس می کنیم.

Front Cell Dev Biol. 2018 Oct 25;6:141. doi: 10.3389/fcell.2018.00141. eCollection 2018.

Epigenetic Control of Endocrine Pancreas Differentiation in vitro: Current Knowledge and Future Perspectives.

Astro V1, Adamo A1.

Abstract

The raising worldwide prevalence of Type 1 and Type 2 diabetes mellitus (T1DM and T2DM) solicits the derivation of in vitro methods yielding mature and fully functional β-cells to be used in regenerative medicine. Several protocols to differentiate human embryonic stem cells (hESCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs) into human pancreatic β-like cells have recently been developed. These methods, coupled with a bioengineering approach using biocompatible encapsulating devices, have recently led to experimental clinical trials showing great promises to ultimately end the battle of diabetic patients for managing hyperglycemia. However, in vitro differentiation protocols face the challenge of achieving homogenous population of mono-hormonal insulin-secreting mature β-cells. Major epigenetic events such as DNA methylation, post-translational modification of histones and non-coding RNAs expression, orchestrate physiological endocrine pancreas specification into α-, β-, γ-, and δ-cells, both in vivo and in vitro. The dysregulation of such epigenetic processes is associated to multiple pancreatic disorders including diabetes. Understanding the epigenomic and transcriptomic landscape underlying endocrine pancreas development could, therefore, improve in vitro differentiation methods. In this review, we summarize the most effective protocols for in vitro differentiation of hESCs/hiPSCs toward pancreatic β-cells and we discuss the current limitations in the derivation of functional glucose-responsive, insulin-releasing β-cells. Moreover, we focus on the main transcriptional and epigenetic events leading to pancreatic specification and on the applicative potential of novel epigenetic drugs for the establishment of innovative pharmacological therapeutic approaches.

PMID: 30410880
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان