Nghiên cứu biệt hóa tế bào gốc trung mô cuống rốn tạo tế bào gan chức năng

Biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan: Nghiên cứu mở ra tiềm năng mới trong điều trị bệnh gan. Tìm hiểu về ứng dụng đột phá này!

• Tác giả: Đỗ Trung Kiên
• Trường học: Học Viện Khoa Học Và Công Nghệ
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Biệt Hóa Tạo Tế Bào Có Chức Năng Gan Từ Tế Bào Gốc Trung Mô Cuống Rốn
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Biệt Hóa Tế Bào Gốc Cuống Rốn

Tế bào gốc (TBG) là những tế bào có khả năng tự làm mới và biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau. Tế bào gốc cuống rốn là một nguồn cung cấp TBG dồi dào, dễ thu thập và có tiềm năng lớn trong y học tái tạo. Nghiên cứu biệt hóa tế bào gốc thành tế bào gan mở ra hướng đi mới trong điều trị các bệnh lý gan, thay thế cho phương pháp ghép gan truyền thống. Các nhà khoa học đã sử dụng các tác nhân như cytokine, yếu tố tăng trưởng và chuyển gen để biệt hóa tế bào gốc trung mô cuống rốn (TBGTM cuống rốn) thành tế bào gan. Trong đó, các yếu tố như HGF, OSM, dexamethasone (DEX) và dimethylsulfoxide (DMSO) đã được chứng minh là có tác dụng nhất định. Ngoài ra, gen HNF-4α cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa quy trình biệt hóa để đạt hiệu quả cao nhất. Việc nghiên cứu thành công quy trình biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan sẽ tạo ra nguồn cung cấp tế bào gan dồi dào cho các nghiên cứu cơ bản, sàng lọc thuốc và ứng dụng trong điều trị các bệnh lý về gan. Theo Đỗ Trung Kiên (2024) nghiên cứu “Nghiên cứu biệt hóa tạo tế bào có chức năng gan từ tế bào gốc trung mô cuống rốn” đã cung cấp đầy đủ các thông tin về khả năng biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan từ nguồn TBGTM phân lập từ cuống rốn trẻ sơ sinh. Đề tài là nghiên cứu đầu tiên sử dụng hệ thống Tet-ON kích hoạt thể hiện quá mức gen HNF4α để biệt hóa TBGTM cuống rốn thành tế bào có một số chức năng của tế bào gan.

1.1. Tiềm Năng Ưu Việt Của Tế Bào Gốc Trung Mô Cuống Rốn

Tế bào gốc trung mô (TBGTM) là loại tế bào gốc đa tiềm năng có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau, bao gồm cả tế bào gan. TBGTM có thể được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau như tủy xương, mô mỡ, máu cuống rốn và cuống rốn. Tuy nhiên, cuống rốn được xem là một nguồn cung cấp TBGTM lý tưởng vì dễ thu thập, số lượng tế bào thu được lớn và ít gây xâm lấn. Tế bào gốc trung mô cuống rốn có khả năng tăng sinh mạnh mẽ, khả năng ức chế miễn dịch cao và tiềm năng biệt hóa đa dạng, làm cho chúng trở thành một lựa chọn hứa hẹn trong điều trị các bệnh lý khác nhau. Việc sử dụng TBGTM từ cuống rốn tránh được các vấn đề về đạo đức và pháp lý so với việc sử dụng tế bào gốc phôi.

1.2. Ứng Dụng Tiềm Năng Trong Điều Trị Bệnh Lý Gan

Các bệnh lý về gan, bao gồm xơ gan, viêm gan và ung thư gan, là những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới. Các phương pháp điều trị hiện tại thường chỉ tập trung vào việc giảm triệu chứng và làm chậm tiến triển của bệnh. Ghép gan là phương pháp điều trị hiệu quả nhất cho các bệnh gan giai đoạn cuối, nhưng số lượng gan hiến tặng còn hạn chế. Biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan mở ra một hướng đi mới đầy hứa hẹn trong điều trị các bệnh lý gan. Tế bào gan được tạo ra từ TBGTM có thể được sử dụng để thay thế các tế bào gan bị tổn thương, phục hồi chức năng gan và cải thiện tiên lượng cho bệnh nhân. Liệu pháp tế bào gốc có thể được coi là một liệu pháp thay thế cho ghép gan, vì nó có tiềm năng to lớn trong phục hồi bệnh suy gan.

II. Thách Thức Trong Biệt Hóa Tế Bào Gốc Thành Tế Bào Gan

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là làm thế nào để tạo ra các tế bào gan có chức năng tương đương với tế bào gan tự nhiên. Quá trình biệt hóa cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo rằng các tế bào được tạo ra có khả năng thực hiện các chức năng quan trọng của gan, chẳng hạn như tổng hợp protein, chuyển hóa thuốc và loại bỏ độc tố. Một thách thức khác là làm thế nào để tăng hiệu quả của quá trình biệt hóa và tạo ra số lượng tế bào gan đủ lớn để đáp ứng nhu cầu điều trị. Các nhà khoa học đang nỗ lực nghiên cứu các phương pháp tối ưu hóa quy trình biệt hóa, bao gồm việc sử dụng các yếu tố tăng trưởng, cytokine và các phân tử nhỏ để kích thích quá trình biệt hóa và cải thiện chất lượng của tế bào gan được tạo ra.

2.1. Khó Khăn Trong Tối Ưu Hóa Vi Môi Trường Biệt Hóa

Vi môi trường đóng vai trò quan trọng trong quá trình biệt hóa tế bào gốc. Các yếu tố như độ cứng của chất nền, sự hiện diện của các yếu tố tăng trưởng và cytokine, và tương tác giữa các tế bào có thể ảnh hưởng đến sự thành công của quá trình biệt hóa. Việc tạo ra một vi môi trường phù hợp để thúc đẩy quá trình biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan là một thách thức lớn. Các nhà khoa học đang nghiên cứu các loại chất nền khác nhau, các yếu tố tăng trưởng và cytokine, và các phương pháp đồng nuôi cấy tế bào để tạo ra một vi môi trường tối ưu cho quá trình biệt hóa.

2.2. Kiểm Soát Biểu Hiện Gen Trong Quá Trình Biệt Hóa

Quá trình biệt hóa tế bào được điều khiển bởi sự thay đổi trong biểu hiện gen. Để biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan một cách hiệu quả, cần phải kiểm soát chặt chẽ sự biểu hiện của các gen liên quan đến chức năng gan. Các nhà khoa học đang sử dụng các phương pháp khác nhau, bao gồm việc sử dụng các yếu tố phiên mã, các phân tử nhỏ và công nghệ chỉnh sửa gen, để kiểm soát sự biểu hiện gen trong quá trình biệt hóa.

2.3. Đảm Bảo Tính An Toàn Và Ổn Định Của Tế Bào Gan Biệt Hóa

Sau khi biệt hóa, các tế bào gan cần phải có tính an toàn và ổn định để có thể sử dụng trong điều trị. Các nhà khoa học cần đảm bảo rằng các tế bào gan không bị nhiễm bệnh, không bị biến đổi gen và có khả năng sống sót và hoạt động trong cơ thể người nhận. Các nhà khoa học đang nghiên cứu các phương pháp để kiểm tra tính an toàn và ổn định của tế bào gan được tạo ra từ tế bào gốc cuống rốn.

III. Phương Pháp Biệt Hóa Bằng Yếu Tố Tăng Trưởng Và Cytokine

Một trong những phương pháp phổ biến nhất để biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan là sử dụng các yếu tố tăng trưởng và cytokine. Các yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển quá trình phát triển và biệt hóa của tế bào. Các yếu tố tăng trưởng như HGF, EGF và TGF-α đã được chứng minh là có tác dụng kích thích sự tăng sinh và biệt hóa của tế bào gan. Các cytokine như OSM và IL-6 cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự trưởng thành của tế bào gan và kích hoạt các chức năng đặc trưng của gan. Việc sử dụng kết hợp các yếu tố tăng trưởng và cytokine khác nhau có thể tạo ra hiệu quả hiệp đồng, giúp tăng hiệu quả của quá trình biệt hóa.

3.1. Vai Trò Của HGF Trong Giai Đoạn Đầu Biệt Hóa

Yếu tố tăng trưởng tế bào gan (HGF) đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn đầu của quá trình biệt hóa tế bào gốc thành tế bào gan. HGF kích thích sự tăng sinh của tế bào gốc và thúc đẩy sự biểu hiện của các gen liên quan đến chức năng gan. HGF cũng giúp duy trì tính toàn vẹn của tế bào gan và bảo vệ chúng khỏi tổn thương. Trong nghiên cứu của Đỗ Trung Kiên (2024) đã cho thấy các tác nhân dùng để đánh giá bao gồm: DSMO, tổ hợp HGF + DEX + OSM, tổ hợp HGF + TSA +OSM và hệ thống TetON kích hoạt thể hiện quá mức gen HNF4α để biệt hóa TBGTM cuống rốn thành tế bào có một số chức năng của tế bào gan.

3.2. OSM Thúc Đẩy Trưởng Thành Tế Bào Gan

Oncostatin M (OSM) là một cytokine thuộc họ IL-6, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự trưởng thành của tế bào gan. OSM kích hoạt các con đường tín hiệu nội bào giúp tăng cường sự biểu hiện của các gen liên quan đến chức năng gan, chẳng hạn như albumin và cytochrome P450. OSM cũng giúp cải thiện chức năng chuyển hóa thuốc và loại bỏ độc tố của tế bào gan.

3.3. DEX Tăng Cường Chức Năng Tế Bào Gan

Dexamethasone (DEX) là một glucocorticoid tổng hợp có tác dụng chống viêm và ức chế miễn dịch. DEX cũng có tác dụng tăng cường chức năng của tế bào gan. DEX kích hoạt các con đường tín hiệu nội bào giúp tăng cường sự biểu hiện của các gen liên quan đến chức năng gan, chẳng hạn như yếu tố hạt nhân 4 và CCAAT chất tăng cường protein alpha, hai yếu tố này thuộc về yếu tố hạt nhân tế bào gan và là yếu tố phiên mã quan trọng giúp tế bào biệt hóa thành tế bào có chức năng gan

IV. Biệt Hóa Tế Bào Gốc Gan Bằng Phương Pháp Chuyển Gen

Phương pháp chuyển gen là một phương pháp đầy hứa hẹn để biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan. Phương pháp này sử dụng các vector virus hoặc các phương tiện khác để đưa các gen quan trọng vào tế bào gốc, từ đó kích hoạt quá trình biệt hóa và định hướng sự phát triển của tế bào theo con đường tế bào gan. Một trong những gen được sử dụng phổ biến nhất trong phương pháp chuyển gen là HNF-4α, một yếu tố phiên mã quan trọng có vai trò điều khiển sự biểu hiện của nhiều gen liên quan đến chức năng gan.

4.1. Gen HNF 4α Yếu Tố Chi Phối Quá Trình Biệt Hóa

Gen HNF-4α là một yếu tố phiên mã quan trọng có vai trò điều khiển sự biểu hiện của nhiều gen liên quan đến chức năng gan. HNF-4α tham gia vào quá trình phát triển gan, chuyển hóa lipid và glucose, và tổng hợp protein. Việc biểu hiện quá mức HNF-4α trong tế bào gốc có thể kích hoạt quá trình biệt hóa và tạo ra các tế bào gan có chức năng tương tự như tế bào gan tự nhiên. Trong sự phát triển của gan, thận và tuyến ruột, một trong những gen đóng vai trò quan trọng được biết đến là gen HNF-4α. Trong quá trình định hướng biệt hóa thành tế bào gan, gen HNF-4α đã được chứng minh có thể hoạt động như một gen chi phối trong các tác nhân phiên mã.

4.2. Hệ Thống Tet On Công Cụ Kiểm Soát Biểu Hiện Gen

Hệ thống Tet-On là một công cụ mạnh mẽ để kiểm soát sự biểu hiện gen trong tế bào. Hệ thống này cho phép kích hoạt hoặc ức chế sự biểu hiện của một gen cụ thể bằng cách sử dụng doxycycline (Dox), một loại kháng sinh tetracycline. Hệ thống Tet-On có nhiều ưu điểm so với các hệ thống kiểm soát biểu hiện gen khác, bao gồm tính đặc hiệu cao, khả năng đáp ứng nhanh và mức độ biểu hiện tuyệt đối cao. Hệ thống này được điều chỉnh hoạt động của gen trong nhân tế bào nhân chuẩn trong các môi trường khác nhau, từ nghiên cứu sinh học cơ bản đến ứng dụng công nghệ sinh học và liệu pháp gen.

4.3. Ưu Điểm Của Chuyển Gen So Với Các Phương Pháp Khác

So với các phương pháp biệt hóa khác, chẳng hạn như sử dụng các yếu tố tăng trưởng và cytokine, phương pháp chuyển gen có một số ưu điểm. Thứ nhất, phương pháp chuyển gen cho phép kiểm soát chặt chẽ hơn quá trình biệt hóa bằng cách điều chỉnh sự biểu hiện của các gen quan trọng. Thứ hai, phương pháp chuyển gen có thể tạo ra các tế bào gan có chức năng ổn định hơn so với các phương pháp khác. Tuy nhiên, phương pháp chuyển gen cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như nguy cơ gây ra đột biến gen và sự phức tạp trong quy trình thực hiện.

V. Ứng Dụng Tiềm Năng Của Tế Bào Gan Biệt Hóa Từ TBG Cuống Rốn

Các tế bào gan được biệt hóa từ tế bào gốc cuống rốn có nhiều ứng dụng tiềm năng trong y học và nghiên cứu. Chúng có thể được sử dụng để thay thế các tế bào gan bị tổn thương trong điều trị các bệnh gan giai đoạn cuối, chẳng hạn như xơ gan và suy gan cấp tính. Các tế bào gan cũng có thể được sử dụng để tạo ra các mô hình gan nhân tạo để nghiên cứu các bệnh gan và phát triển các loại thuốc mới. Ngoài ra, các tế bào gan có thể được sử dụng để sàng lọc các chất độc hại và đánh giá nguy cơ gây độc gan của các loại thuốc và hóa chất.

5.1. Thay Thế Tế Bào Gan Tổn Thương Trong Bệnh Gan

Một trong những ứng dụng hứa hẹn nhất của tế bào gan được biệt hóa từ tế bào gốc cuống rốn là thay thế các tế bào gan bị tổn thương trong điều trị các bệnh gan giai đoạn cuối. Tế bào gan có thể được cấy ghép vào gan của bệnh nhân để thay thế các tế bào gan bị tổn thương và phục hồi chức năng gan. Phương pháp này có tiềm năng cứu sống bệnh nhân suy gan cấp tính và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân xơ gan.

5.2. Tạo Mô Hình Gan Nhân Tạo Để Nghiên Cứu Bệnh

Các tế bào gan được biệt hóa từ tế bào gốc cuống rốn có thể được sử dụng để tạo ra các mô hình gan nhân tạo để nghiên cứu các bệnh gan, chẳng hạn như viêm gan virus, bệnh gan do rượu và bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu. Các mô hình gan nhân tạo có thể được sử dụng để nghiên cứu cơ chế bệnh sinh của các bệnh gan, phát triển các phương pháp điều trị mới và sàng lọc các chất độc hại.

5.3. Sàng Lọc Chất Độc Hại Và Đánh Giá Độc Tính

Các tế bào gan được biệt hóa từ tế bào gốc cuống rốn có thể được sử dụng để sàng lọc các chất độc hại và đánh giá nguy cơ gây độc gan của các loại thuốc và hóa chất. Các tế bào gan có thể được tiếp xúc với các chất khác nhau và đánh giá sự thay đổi trong chức năng gan để xác định độc tính của các chất này. Phương pháp này có thể giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng bằng cách xác định các chất độc hại và ngăn ngừa các bệnh gan do hóa chất.

VI. Triển Vọng Và Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Biệt Hóa Tế Bào Gan

Nghiên cứu về biệt hóa tế bào gốc cuống rốn thành tế bào gan đang phát triển mạnh mẽ và hứa hẹn sẽ mang lại nhiều đột phá trong tương lai. Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc tối ưu hóa quy trình biệt hóa, phát triển các phương pháp cấy ghép tế bào gan hiệu quả hơn và nghiên cứu các ứng dụng lâm sàng của tế bào gan trong điều trị các bệnh gan.

6.1. Tối Ưu Hóa Quy Trình Biệt Hóa Tế Bào Gan

Để tăng hiệu quả của quá trình biệt hóa, các nhà khoa học cần tiếp tục nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này, chẳng hạn như các yếu tố tăng trưởng, cytokine, chất nền và yếu tố phiên mã. Việc tìm ra các yếu tố mới và tối ưu hóa việc sử dụng các yếu tố hiện có có thể giúp tạo ra các tế bào gan có chức năng tốt hơn và số lượng lớn hơn.

6.2. Phát Triển Phương Pháp Cấy Ghép Tế Bào Gan Hiệu Quả

Để các tế bào gan có thể được sử dụng trong điều trị các bệnh gan, cần phải phát triển các phương pháp cấy ghép tế bào gan hiệu quả. Các phương pháp này cần đảm bảo rằng các tế bào gan có thể sống sót, phát triển và thực hiện chức năng trong gan của bệnh nhân. Nghiên cứu của Mattiucci và cộng sự (2018) đã chứng minh rằng, TBGTM dây rốn có thể biệt hóa và điều trị bệnh về gan. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã sử dụng TBG màng dây rốn được phân lập và nhân nuôi trong môi trường in vitro và tiến hành biệt hóa tạo thành tế bào có chức năng của tế bào gan.

6.3. Nghiên Cứu Ứng Dụng Lâm Sàng Trong Điều Trị Bệnh Gan

Cuối cùng, cần phải tiến hành các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá tính an toàn và hiệu quả của việc sử dụng tế bào gan trong điều trị các bệnh gan. Các nghiên cứu này cần được thực hiện trên một số lượng lớn bệnh nhân và theo dõi trong thời gian dài để xác định các lợi ích và rủi ro của phương pháp điều trị này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài: Tế bào gốc (TBG) là những tế bào có khả năng tự tạo mới và có tiềm năng biệt hoá thành nhiều loại tế bào khác nhau. Khác với các tế bào khác, TBG chưa có chức năng chuyên môn hóa cụ thể. Việc sử dụng TBG đa năng trong cuống rốn của trẻ sơ sinh được xem là một khám phá quan trọng trong nghiên cứu TBG vì khả năng cung cấp dồi dào với số lượng lớn và có tiềm năng biệt hóa cao từ nguồn TBG này. Tế bào có chức năng gan biệt hóa từ tế bào gốc đang là một hướng được các nhà khoa học quan tâm.

Chúng có nhiều tiềm năng ứng dụng trong trị liệu tế bào hay trong nghiên cứu thử nghiệm sàng lọc các hoạt chất hoặc thuốc ở dạng tế bào chức năng riêng lẻ hoặc phối hợp để tạo dạng vi cơ quan (organoids) [1], [2]. Để biệt hóa tế bào gốc thành tế bào có chức năng gan có thể sử dụng các tác nhân như các cytokine và các nhân tố tăng trưởng, hoặc chuyển gen. Một số cytokine và các nhân tố tăng trưởng được biết là có tác dụng nhất định đối với sự biệt hóa và phát triển tế bào gan trong điều kiện in vitro, bao gồm HGF (Hepatocyte Growth Factor), OSM (Oncostatin M), EGF (epidermal growth factor), các nhân tố tăng trưởng bFGF (basic fbroblast growth factor), insulin, IGF (insulin-like growth factor), nhân tố ức chế bạch cầu LIF (leukemia inhibitory factor). Ngoài ra, các hợp chất hóa học chẳng hạn như dexamethasone và dimethylsulfoxide (DMSO) có thể đóng vai trò trong việc thúc đẩy quá trình biệt hóa thành tế bào gan [3], [4].

Tuy nhiên, việc sử dụng các tác nhân này trong các nghiên cứu hiện nay vẫn có những khác biệt và vẫn còn thiếu một phương thức để đạt hiệu quả như trông đợi. Với biệt hóa bằng chuyển gen, các tế bào gan cảm ứng (induced hepatocytes- iHeps) đã được công bố trong một số báo cáo gần đây cho thấy sự biểu hiện phong phú của các gen liên quan đến chức năng trao đổi chất của tế bào gan, kết quả hoạt hóa biểu hiện các gen hay nhóm gen khác nhau liên quan đến sự trưởng thành về chức năng gan của tế bào sau biệt hóa [5]. Trong việc tái biệt hóa tạo tế bào giống tế bào gan, gen HNF-4α đã được chứng minh có vai trò và lợi thế trong một số công bố gần đây [1]. Khoảng 100 gen trong đó có hepatocyte factor 1-alpha, một yếu tố phiên mã điều hòa sự biểu hiện của một gen liên quan đến gan được biểu hiện do sự kiểm soát của Protein được mã hóa bởi gen HNF-4α.

Trong sự phát triển của gan, 2 thận và tuyến ruột, một trong những gen đóng vai trò quan trọng được biết đến là gen HNF-4α. Trong quá trình định hướng biệt hóa thành tế bào gan, Gen HNF-4α đã được chứng minh có thể hoạt động như một gen chi phối trong các tác nhân phiên mã [6]. Ngoài ra, HNF-4α đóng vai trò vai trò quan trọng trong quá trình biệt hóa gan và trong nhiều chức năng của gan, bao gồm chuyển hóa lipid và glucose [7]. HNF‑ 4α cũng ảnh hưởng đến sự biểu hiện và tổng hợp của Globulin liên kết với hormone giới tính, một glycoprotein quan trọng được chủ yếu được sản xuất bởi gan [6].

Các nghiên cứu trước đây có sử dụng phương pháp chuyển nạp gen thông qua hệ thống lenti-virus để biệt hóa tế bào gốc thành tế bào gan sử dụng tác nhân HNF- 4α. So với các hệ thống biểu hiện gen được điều hòa khác được biết, thì hệ thống Tet-On đã được chứng minh hơn hẳn ở một số ưu điểm[1]. Hệ thống biểu hiện gen Tet-On được kiểm soát bở tetracycline được sử dụng để điều chỉnh hoạt động của gen trong nhân tế bào nhân chuẩn trong các môi trường khác nhau, từ nghiên cứu sinh học cơ bản đến ứng dụng công nghệ sinh học và liệu pháp gen. Hệ thống này dựa trên các yếu tố điều hòa kiểm soát hoạt động của operon kháng tetracycline ở vi khuẩn.

Hệ thống Tet-On cho phép kích hoạt biểu hiện gen bằng doxycycline (dox). Các ưu điểm của hệ thống này đã được chứng minh như: sự điều hòa chặt chẽ, tính đặc hiệu cao, khả năng đáp ứng cao và thời gian đáp ứng nhanh, mức độ biểu hiện tuyệt đối cao, không gây độc tế bào (catalog PT3898-1 Clontech) [8], [9]. Nhằm góp phần bổ sung thêm thông tin khoa học và điều kiện biệt hóa mới, cũng như mở ra khả năng nghiên cứu ứng dụng sản xuất tế bào gan cho các mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu biệt hóa tạo tế bào có chức năng gan từ tế bào gốc trung mô cuống rốn”. Các tác nhân được chúng tôi sử dụng để đánh giá bao gồm: DSMO, tổ hợp HGF + DEX + OSM, tổ hợp HGF + TSA +OSM và hệ thống TetON kích hoạt thể hiện quá mức gen HNF4để biệt hóa tế bào gốc trung mô cuống rốn thành tế bào có một số chức năng của tế bào gan.

Mục tiêu nghiên cứu: 1. Phân lập và nhân nuôi in vitro thành công TBGTM thu từ cuống rốn làm vật liệu để biệt hóa tế bào và có thông tin về các điều kiện liên quan đến tính ổn định, tiềm năng biệt hóa và khả năng duy trì nguồn TBGTM trong điều kiện nuôi in vitro. Biệt hóa TBGTM cuống rốn thành tế bào có biểu hiện một số chức năng của tế bào gan. Nội dung nghiên cứu: 1.

Thu nhận, phân lập và nhân nuôi in vitro TBGTM từ mẫu cuống rốn. Nghiên cứu đánh giá tính ổn định, tiềm năng biệt hóa và khả năng duy trì nguồn TBGTM trong điều kiện nuôi in vitro. Nghiên cứu biệt hóa TBGTM cuống rốn thành tế bào có biểu hiện các chỉ thị đặc trưng tế bào gan bằng các tác nhân khác nhau trong điều kiện in vitro. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài: Nhiều nghiên cứu sự biệt hóa tạo tế bào gan trong điều kiện in vitro từ tế bào gốc bao gồm cả tế bào gốc tạo máu, tế bào gốc trung mô đã được thử nghiệm và công bố.

Các nghiên cứu biệt hóa thành tế bào gan vẫn sử dụng chủ yếu là tế bào gốc trung mô từ các nguồn khác nhau (ví dụ: tủy xương, mô mỡ, máu dây rốn, nhau thai và cuống rốn). Một số cytokine và các nhân tố tăng trưởng bao gồm HGF, OSM, Các hợp chất hóa học chẳng hạn như DMSO, TSA và gen HNF-4α đã được đánh giá là một yếu tố có khả năng biệt hóa tế bào gốc thành tế bào gan. Đề tài tiếp tục thực hiện, phát triển các nghiên cứu sâu hơn các nghiên cứu đã thực hiện tại viện Công nghệ sinh học cũng như hướng nghiên cứu đang được nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới quan tâm. Đề tài hoàn thiện sẽ cung cấp những thông tin có giá trị trong lĩnh vực nghiên cứu TBGTM cuống rốn, từ phương pháp thu thập, phân lập và đánh giá tiềm năng tế bào đến khả năng biệt hóa của chúng.

Qua đó cho thấy tiềm năng ứng dụng kết quả vào định hướng tạo tế bào gan phục vụ thử nghiệm, sàng lọc các chất có hoạt tính sinh học, cũng như xây dựng các mô hình để thử nghiệm các loại thuốc mới. Những đóng góp mới của luận án: Luận án đã cung cấp đầy đủ các thông tin về khả năng biệt hóa tạo tế bào có chức năng gan từ nguồn TBGTM phân lập từ cuống rốn trẻ sơ sinh. Đề tài là nghiên cứu đầu tiên sử dụng hệ thống Tet-ON kích hoạt thể hiện quá mức gen HNF4α để biệt hóa TBGTM cuống rốn thành tế bào có một số chức năng của tế bào gan. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.

Nguồn tế bào gốc trung mô, tiềm năng biệt hóa và ứng dụng 1. Nguồn tế bào gốc trung mô Trong nhiều mô khác nhau của cơ thể người đều có mặt của tế bào gốc trung mô (TBGTM). Nguồn TBGTM cơ bản được biết đến là tủy xương, tuy nhiên trong những phát hiện về sau cho thấy nhiều nguồn tách TBGTM với số lượng lớn hơn tủy xương nhiều lần như mô mỡ, máu ngoại vi, răng sữa, máu cuống rốn, màng dây rốn, màng nhau, nội mạc tử cung, màng ối…trong số những nguồn cung cấp TBGTM này, thì dây rốn được xem là nguồn khá lý tưởng [10], [11]. TBGTM có thể thu thập được từ cơ xương, tủy xương, dây chằng, mô mỡ, nhau thai, dây rốn và máu dây rốn.

TBGTM có tiềm năng biệt hóa thành tế bào có nguồn gốc trung mô như nguyên bào xương, sụn, tế bào mỡ và các tế bào thần kinh từ lớp ngoại bì, các mô hệ tuần hoàn, các tế bào gan, cơ tim…(Hình 1. Tiềm năng biệt hóa của TBGTM [11] TBGTM có nguồn gốc từ các mô khác nhau nhưng có cùng một số đặc tính tương tự nhau. Tuy nhiên, một số công trình nghiên cứu đã công bố cho rằng TBGTM có nguồn gốc khác nhau cũng có một số khác biệt như khả năng tăng 5 sinh, biểu hiện dấu hiệu bề mặt, tính đa tiềm năng và một số dấu hiệu cụ thể khác. Những đặc điểm này có thể được sử dụng trong việc tìm các nguồn TBGT M tốt hơn có chất lượng để ứng dụng trong lĩnh vực y học tái tạo [12].

Trong các nguồn cung cấp TBGT M , nguồn thu thập từ các mô nhau thai, cuống rốn có nhiều ưu điểm đáng kể như tránh được thủ thuật xâm lấn mà thường đi kèm với nguy cơ nhiễm trùng so với các nguồn TBGTM từ các mô trưởng thành. TBGTM từ dây rốn có khả năng cấy ghép tốt hơn có khả năng tăng sinh mạnh hơn so với TBGTM từ tủy xương [13]. So với TBGTM từ các mô trưởng thành, TBGTM ở trẻ sơ sinh có khả năng ức chế miễn dịch mạnh mẽ hơn và tính sinh miễn dịch thấp hơn. Vì vậy, đây như là một nguồn cung cấp tế bào rất hợp lý cho các ứng dụng điều trị [14], [15].

Như vậy, TBGTM có thể phân lập từ nhiều nguồn khác nhau, tuy nhiên việc sử dụng cuống rốn trẻ sơ sinh để phân lập đã có nhiều ưu điểm như thu được số lượng lớn, tỷ lệ phân lập thành công cao, khả năng ức chế miễn dịch cao, không vi phạm đạo đức và vẫn có tiềm năng biệt hóa của TBG. Cuống dây rốn chính là nguồn để phân lập TBGTM sử dụng trong nghiên cứu này. Tiềm năng biệt hóa của tế bào gốc trung mô Mỗi loại tế bào được biệt hóa khi một số lượng gen nhất định của genome biểu hiện và mỗi một loại tế bào được hình thành qua một kiểu biểu hiện riêng của các gen được điều hòa.