$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Способность человеческих эмбриональных стволовых клеток (чЭСК), чтобы дифференцироваться в различные типы клеток открыл новую эру тестирования в пробирке токсичность 1, моделирования болезни и регенеративной медицины 2. Стволовые клетки наделены способностью к самовоспроизведению, чтобы сохранить их плюрипотентных состояние и дифференцироваться в специализированные клетки 3,4. Свойства чЭСК (способностью дифференцироваться во все основные типы клеток) находятся также в других человеческих плюрипотентных стволовых клеток, таких как человека индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (hiPSC) или клеток, полученных с помощью ядерного переноса 5. Например, много различных линий чЭСК были дифференцированы в нейроны 6, 7 клеток почек, клеток нервного гребня 8, 9-12 кардиомиоцитов, или гепатоцитов, как клетки 13,14. Кроме того, чЭСК могут спонтанно дифференцироваться в клетки всех трех зародышевых листков 15-18 в эмбриональных телец (EBS) 19,20. ЕАрли эмбриональное развитие регулируется с помощью дифференциальной экспрессии различных генов, связанных с различными зародышевых листков, которые были захвачены на уровне мРНК в транскриптомики использованием микрочипов технологии 15. Эти усилия привели к созданию органов конкретных токсикологических моделей, основанных на чЭСК / hiPSC и анализа транскриптомика (для обзора см 21,22). Эти модели имеют преимущества по сравнению с традиционным использованием лабораторных животных для токсикологических исследований, как доклинических исследований с использованием лабораторных животных не всегда прогнозирования человеческой безопасности. Препарат индуцированной токсичности, возникающие у пациентов часто связаны с метаболическими или сигнальных процессов, отличающихся между людьми и экспериментальных животных. Разница виды помешала надежное раннее обнаружение развития токсичности в организме человека, и, например, препаратов, таких как талидомид 23,24 и 25,26 диэтилстильбэстрола были изъяты с рынка из-за тератогенного. ТалиDomide не проявил никакого токсического воздействия на развитие крыс или мышей. Окружающей среды химических веществ, таких как метил ртути привело к 27 пренатального развития токсичности по отношению к нервной системы у различных видов, но человека проявления было трудно смоделировать на животных. Для решения этой проблемы вопросов видовой, ученые, работающие в различных проектах на основе стволовых клеток, как ReProTect, ESNATS, детектив и т.д. занимаются развитием различных моделей для эмбрионального токсичности, нейротоксичности, кардиотоксичности, гепатотоксичность и нефротоксичность, используя человеческие токсикантов, подозреваемых в влиять на людей. В соответствии с Европейской консорциум проекта «Эмбриональные стволовые клетки на основе романа альтернативной тестирования стратегий (ESNATS)" пять тест-системы были созданы. Одно испытание системы так называемый УКК (U niversitäts к linikum К OLN) Тест-система частично захватывает раннего эмбрионального развития человека. В этом System человеческие эмбриональные клетки H9 дифференцированы в трех зародышевых листков (эктодермы, энтодермы и мезодермы) 15 и зародыш слой конкретные подписи были захваченных транскриптомики профиль с помощью микрочипов платформу Affymetrix. Различные токсиканты развития как талидомид 28, вальпроевой кислотой, метилртути 16,17, или цитозинарабинозидом 15 были протестированы в этой системе, и ядовитых конкретных генов подписи были получены. Во втором тестовой системе, так называемый UKN1 (U niversity из К onsta п г) тест-системы 1, клетки H9 дифференцированы в клетки-предшественники нейроэктодермальная (NEP) в течение 6 дней. Это свидетельствует высокий уровень экспрессии нейронных маркеров генов, таких как Pax6 и Otx2. Во дифференциации в течение 6 дней, НЭП клетки были подвержены развития нервно-токсикантов, таких как VPA, метилртути. Токсикант конкретных де-регулируется профили транскриптомика были obtaiопределяется как хорошо с помощью микрочипов платформу Affymetrix 16,29.
Новое видение токсикологии 21-го века предусматривает, что тест-системы не только дать фенотипические описания как гистопатологии в естественных условиях, или изменения транскриптом в конце долгосрочных ядовитых инкубации. Это предполагает, что, скорее анализы обеспечивают механистической информации 3, и что эта информация может быть отображена в так называемые неблагоприятные исходы пути (АОП), которые обеспечивают научное обоснование для опасных последствий 30. Для обеспечения такой информации, тест-системы, применяемые должны быть высоко контроль качества 31, как, например, документально надежных стандартных операционных процедур. Кроме того, время-зависимые изменения должны быть отображены с высоким разрешением. Это требует тестирования систем с синхронизированными изменений 32. Тестовые системы UKN1 и УКК, описанные здесь, были оптимизированы для этих требований.