Insulin har afgørende rolle i stamcellers udvikling – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Nyheder > Alle nyheder > Stamcelleforskning

25. september 2017

Insulin har afgørende rolle i stamcellers udvikling

Stamcelleforskning

Et nyt studie fra stamcellecentret DanStem på Københavns Universitet har vist, at insulin er afgørende for potentialet af de embryonale stamceller hos pattedyr. Når insulinniveauet er højt, bevarer stamcellerne evnen til at producere alle typer af celler i kroppen. Men når insulinniveauet er for lavt, bliver de embryonale stamceller omdannet til en ny type af stamceller, som kan producere væv, der understøtter fostrets udvikling og medvirker til udviklingen af de forskellige indre organer. Eftersom de embryonale stamceller stammer fra de embryoer, der implanteres i moderen, peger dette studie på, at moderens insulinniveau og kost kan være afgørende for de første stadier i hendes graviditet. Studiet peger desuden på nye måder, hvorpå stamceller kan bidrage til at behandle degenerative sygdomme.

Insulin viser sig at være en ny faktor, der er væsentlig for identiteten af pluripotente stamceller – de celler, som er ophavet til alle andre celler i kroppen. Et nyt studie fra Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Biology, DanStem, på Københavns Universitet viser, at insulin på uforudsete måder stabiliserer stamceller og embryoer i laboratoriet.

"Det faktum, at denne type af stamceller ligner de celler, vi finder på det tidlige fosterstadie, tyder på, at insulin også kan være vigtig for menneskets udvikling, og dermed at moderens kost og insulinniveau kan påvirke de første stadier i en normal graviditet.

Professor Joshua Brickman

”Vi var i gang med at undersøge, hvordan stamceller reagerer på signaler fra andre celler – instrukser, der fortæller dem, at de skal omdanne sig til celler, der er specialiseret i organ- og tarmudvikling, endodermen. Men da vi føjede disse faktorer til det medium, der typisk anvendes til udvikling af celler, opdagede vi, at disse signaler kunne instruere stamcellerne til at forblive stamceller. Da vi sammenlignede forskellige medier, opdagede vi den afgørende forskel, nemlig insulin. Når der er insulin til stede, forbliver de stamceller, og når der ingen insulin er, udvikler de sig til en bestemt type endoderm. Det faktum, at denne type af stamceller ligner de celler, vi finder på det tidlige fosterstadie, tyder på, at insulin også kan være vigtig for menneskets udvikling, og dermed at moderens kost og insulinniveau kan påvirke de første stadier i en normal graviditet,” siger lederen af studiet, professor Joshua Brickman fra DanStem. Han understreger dog, at nogle af disse idéer stadig kun er gætværk, og at der stadig er meget, der skal gøres, før forskerne endeligt kan fastlægge forholdet mellem insulin hos moderen, implantation og de tidligste udviklingsstadier samt komme med egentlige anbefalinger. 

Signalstoffer hjalp forskningen på vej
Forskerne har nærstuderet to typer af stamceller, som ligner hinanden. Den ene type – embryonale stamceller, også kaldet pluripotente stamceller – er i stand til at understøtte hele fostrets udvikling. Disse celler kan udvikle sig til alle typer af celler i kroppen. Den anden type er de ekstraembryonale celler, som producerer en type endoderm, der producerer væv, som understøtter fostrets udvikling, også kendt som blommesækken, og udviklingen af de indre organer, herunder eksempelvis tarmsystemet.

Musembryo, der er blevet injiceret med embryonale stamceller dyrket i insulin, der viser disse celler, kan lave alle celletyper. Embryoerne er på det stadie, når de laver alle de forskellige basale celletyper i den fremtidige krop, gastrulering. Stamcellerne blev mærket genetisk, så de fluorescerer i rødt under mikroskopet.

"De mekanismer, vi har afdækket her, er meget interessante. De indikerer, at forskellige mængder af insulin får cellerne til at reagerer forskelligt på de samme signaler. Vi har indtil videre kun udført forsøg på mus, men det næste skridt er at undersøge, om de samme mekanismer gælder for mennesker.

Post.doc. Kathryn Anderson

Forskerne har undersøgt to signalstoffer (Nodal og Wnt), som spiller en central rolle i stamcellernes udvikling. I den forbindelse opdagede de, at signalstofferne var i stand til at fremme celledeling i endodermen og samtidig understøttede celledeling blandt de pluripotente celler, men at de valgte at understøtte forskellige celler afhængig af, hvad insulinniveauet fortalte dem, at de skulle gøre. Hvis forskerne fjernede insulinen, stoppede de pluripotente stamceller med at dele sig, og de blev erstattet af endodermceller. Når der var insulin til stede, voksede de pluripotente celler, og de bevarede evnen til at udvikle sig til enhver celletype i kroppen. 

”De mekanismer, vi har afdækket her, er meget interessante. De indikerer, at forskellige mængder af insulin får cellerne til at reagerer forskelligt på de samme signaler. Vi har indtil videre kun udført forsøg på mus, men det næste skridt er at undersøge, om de samme mekanismer gælder for mennesker,” siger post.doc. Kathryn Anderson.

Studiet Insulin fine-tunes self-renewal pathways governing naive pluripotency and extra-embryonic endoderm er netop blevet udgivet i Nature Cell Biology og kan læses her.

Kontakt:
Professor Joshua Brickman, email: joshua.brickman@sund.ku.dk
Kommunikationskonsulent Kristine Snedker, email: Kristine.snedker@sund.ku.dk, tlf.: 23 64 88 42