Sinh học tế bào gốc phần 1
I. GIỚI THIỆU
Sinh học tế bào gốc là một ngành học mới nghiên cứu đặc điểm và các ứng dụng
lâm sàng của các tế bào vạn tiềm năng. Cùng với các ứng dụng lâm sàng tiềm
năng, các tế bào gốc thu được từ bệnh nhân cũng có thể được sử dụng như là mô
hình bệnh để thử nghiệm tính hiệu quả của thuốc.
II. ĐỊNH DANH, PHÂN LẬP VÀ THU NHẬN TẾ BÀO GỐC.
1. Các tế bào gốc cư trú:
Định nghĩa tế bào gốc vẫn còn tương đối mơ hồ. Tế bào gốc vốn được công nhận
là các tế bào không đặc trưng hoặc không biệt hóa, mà có thể cung cấp 1 nguồn
tái tạo da, ruột non, và các tế bào máu trong suốt đời sống con người. Các tế bào
gốc cư trú này hiện nay có thể được tìm thấy ở các cơ quan khác nhau như biểu
mô, hệ tiêu hóa, tủy xương, mạch máu, não, cơ xương, gan, tinh hoàn, và tụy,
dựa trên các dấu ấn đặc trưng về vị trí, hình thái và đặc tính hóa sinh của chúng.
2. Các tế bào gốc được phân lập:
Việc định danh rõ ràng tế bào gốc đòi hỏi sự phân lập và tinh sạch của tế bào,
thông thường dựa trên sự kết hợp của nhiều dấu ấn bề mặt tế bào đặc trưng. Các
tế bào gốc này, ví dụ như tế bào gốc tạo máu (HS), có thể được nghiên cứu chi
tiết, và sử dụng trong các ứng dụng lâm sàng như cấy ghép tủy xương. Tuy
nhiên, kiến thức về các dấu ấn bề mặt đặc trưng của những loại tế bào khác vẫn
còn thiếu, khiến cho việc phân lập gặp nhiều khó khăn. Thách thức này đã được
phần nào giải quyết trên mô hình động vật, bằng cách đánh dấu các loại tế bào
khác nhau bằng các protein phát huỳnh quang, sử dụng các promoter đặc trung
tế bào. Một cách làm khác cũng có thể được xem xét, đó là các tế bào gốc có thể
được phân lập bằng hệ thống phân tách tế bào hoạt hóa bằng tín hiệu huỳnh
quang sau khi tế bào được nhuộm bằng Hoechst 33342. Tuy nhiên, cách làm này
vẫn cần phải được sử dụng một cách thận trọng vì các tế bào sau khi thu được có
thể sẽ không còn thực hiện được chức năng cùa 1 tế bào gốc đặc trưng.
3. Nuôi cấy tế bào gốc:
Nhằm đạt được một số lượng tế bào đủ phục vụ cho việc phân tích và trị liệu, việc
nuôi cấy và gia tăng số lượng các tế bào gốc in vitro là rất cần thiết. Mặc dù việc

từ phôi 8.5 đến 12.5 ngày tuổi trên lớp bổ trợ MEF có bổ sung
FGF2 và LIF (m). Tế bào EG còn có thể được thu nhận từ việc
nuôi cấy mô sinh dục từ phôi/thai 5-11 tuần sau khi thụ tinh trên
lớp bổ trợ MEF với FGF2, forskolin và LIF . Tế bào EG cũng
cho thấy khả năng biệt hóa vạn tiềm năng như tế bào ES khi được
tiêm vào túi phôi chuột (m). Điểm khác biệt duy nhất được ghi
nhận là dấu ấn của 1 số gene (ví dụ như Igf2r): dấu ấn dạng này
thường sẽ được xóa đi trong giai đoạn hình thành tế bào sinh dục,
và vì vậy, dấu ấn gene của các tế bào EG sẽ có khác biệt so với tế
bào ES.
Tế bào gốc từ
nguyên bào nuôi
(trophoblast stem
cells , TS, TSC)
Tế bào TS có thể được thu nhận bằng cách nuôi cấy các tế bào
ngoại phôi bì dinh dưỡng của túi phôi 3.5 ngày tuổi, lớp biểu bì
ngoại phôicủa phôi 6.5 ngày, và màng đệm biểu bì của phôi 7.5
ngày được nuôi trên lớp bổ trợ MEF với TGF4 (m). Tế bào TS có
thể biệt hóa thành các tế bào lá phôi in vitro. TS còn có thể phát
triển thành tất cả các loại tế bào phụ lá phôi khi được tiêm vào túi
phôi.
Tế bào nội bì ngoài
phôi
(extraembryonic
endoderm cells,
XEN)
Tế bào XEN có thể được thu nhận bằng cách nuôi cấy khối nội tế
bào ICM trong điều kiện môi trường không có ES. Tế bào XEN chỉ
có thể biệt hóa thành dòng tế bào vách nội bì khi được tiêm vào túi
phôi.

Tế bào gốc từ
nguyên bào tinh
(spermatogonial
stem cells, SS,
SSC)
Tế bào SS có thể được thu nhận bằng nuôi cấy tinh hoàn sơ sinh
trên tế bào bổ trợ STS với GDNF. Tế bào SS có thể trở thành tế
bào sinh tinh dài hạn sau khi được cấy ghép vào tinh hoàn người
nhận và cải thiện khả năng thụ tinh.
Tế bào gốc mầm
phôi (germline stem
cells, GS, GSC)
Tế bào GS có thể được thu nhận từ tinh hoàn trẻ sơ sinh. Tế bào
GS có thể biệt hóa thành 3 lá phôi in vitro và sau đó trở thành
nhiều loại mô, bao gồm cả mầm phôi, khi được tiêm vào túi phôi
chuột.
Tế bào gốc mầm đa
tiềm năng
(multipotent adult
germline stem cells,
maGSC)
maGSC có thể được thu nhận từ tinh hoàn trưởng thành, và có thể
biệt hóa thành 3 lá phôi in vitro và sau đó trở thành nhiều loại mô,
bao gồm cả mầm phôi, khi được tiêm vào túi phôi chuột.
Tế bào gốc thần
kinh (Neural stem
cells NS, NSC)
Tế bào NS có thể thu nhận từ não thai và não trưởng thành (dưới
màng nội mô não thất, màng nội mô não thất và vùng đồi hải mã),
được nuôi cấy như là một lớp tế bào hoặc các cụm tế bào gọi là cầu

gốc phân lập (như tế bào gốc tạo máu) cũng có thể thực hiện được bằng cách
nghiên cứu các nhân tố có liên quan đến ổ sinh trưởng bình thường của chúng.
Sinh học tế bào gốc phần 2
I. KHẢ NĂNG TỰ THAY MỚI VÀ TĂNG SINH CỦA TẾ BÀO GỐC:
1. Sự phân chia tế bào đối xứng và không đối xứng:
Khái niệm được chấp nhận nhiều nhất về tế bào gốc là đó là loại tế bào có khả
năng đặc biệt, có thể tạo ra các tế bào khác giống hệt tế bào ban đầu (khả năng
tự làm mới) và đồng thời tạo ra các loại tế bào đặc biệt khác. Khả năng tự làm
mới có thể đạt được bằng hai hướng. Sự phân chia tế bào không đối xứng tạo ra 1
tế bào giống hệt như tế bào ban đầu và 1 tế bào khác với tế bào mẹ ban đầu và
được coi như là tế bào tiền thân hoặc tế bào biệt hóa. Việc phân chia này sẽ
không làm gia tăng số lượng tế bào gốc. Sự phân chia tế bào đối xứng sẽ tạo ra 2
tế bào con giống hệt nhau. Đối với tế bào gốc, để có thể tăng sinh in vitro, chúng
cần phải phân chia đối xứng. Một mình khả năng tự làm mới sẽ không thể định
nghĩa được tế bào gốc, bởi vì tất cả các dòng tế bào hình thành, như tế bào HeLa
hoặc tế bào NIH3T3 đều có thể tăng sinh bằng cách phân chia đối xứng.
2. Tăng sinh không giới hạn in vitro
Các tế bào gốc cư trú thường thụ động và hiếm khi phân chia. Tuy nhiên, một khi
tế bào gốc đã được nuôi cấy thành công in vitro, chúng thường đạt được khả năng
phân chia liên tục và khả năng tăng sinh vượt qua khỏi giới hạn thông thường của
các tế bào nuôi cấy nguyên thủy (đôi khi được gọi là vĩnh cửu). Các tính chất này
chủ yếu được ghi nhận ở tế bào ES, nhưng cũng có thể xuất hiện ở các tế bào NS,
MS, MAPCs, maGSCs, và USSCs, bằng cách đó, gia tăng tiềm năng sử dụng các tế
bào này cho việc điều trị.
3. Sự ổn định của kiểu gene và kiểu hình
Khả năng tăng sinh chủ động có liên quan đến tiềm năng tích lũy các đột biến và
các bất thường nhiễm sắc thể. Các tế bào ES chuột đã được sử dụng để tạo ra các
mô hình động vật có các gene mục tiêu, và đã cho thấy là chúng có khả năng duy
trì nhân bội thể và tính toàn vẹn di truyền. Ngược lại, các tế bào ES của người
cho thấy chúng dễ bị ảnh hưởng hơn bởi các đột biến gene sau thời gian nuôi cấy

(người)MAPC
(chuột, người)
PEC (chuột,
người)maGSC
(chuột)MAPC
(chuột, người)
Đa năng MS (chuột,
người)
Vài tiềm năng TS (chuột,
người)
NS (chuột,
người)
Đơn năng XEN (chuột) SSC (chuột)
Các tế bào
hoàn thành biệt
hóa
2. Tiềm năng và nguồn phát triển của tế bào gốc nuôi cấy
Có thể được tóm tắt như bảng trên.
3. Từ Toàn năng đến Đơn năng
Các tế bào toàn năng (totipotent cells) có thể hình thành một cơ thể hoàn chỉnh.
Chỉ có 1 trứng đã thụ tinh (hợp tử) mới có tính chất này. Các tế bào vạn tiềm
năng (pluripotent cells) (như tế bào ES) có thể hình thành hầu hết các dòng tế
bào trong cơ thể (nội bì, trung bì, ngoại bì), bao gồm cả tế bào sinh dục. Tế bào
đa tiềm năng (multipotent cells) (như tế bào HS) có thể hình thành nhiều dòng tế
bào nhưng không thể hình thành tất cả các dòng tế bào của cơ thể. Tế bào vài
tiềm năng (oligopotent cells) (như tế bào NS) có thể hình thành nhiều hơn 1 dòng
tế bào nhưng bị giới hạn hơn tế bào đa tiềm năng. Các tế bào vài tiềm năng đôi
khi có thể được gọi là các tế bào tiền thân; tuy nhiên, tên gọi này thường được
dùng hơn để định nghĩa các tế bào biệt hóa một phần (như tế bào tiền thân dòng
tủy) là các tế bào có thể phân chia thành nhiều loại tế bào khác nhau nhưng thiếu