سلول بُنیادی یایاختهٔ بُنیادی یابُن‌یاخته (بهانگلیسی: stem cell)یاخته‌ایتمایزنیافته با توانایی تقسیم بالا است که هنوز تقسیم نشده‌است. یاخته‌های حاصل از تقسیم بُن‌یاخته‌ها (از راهمیتوز) یاختۀ بنیادی بیشتری می‌سازند و می‌توانند به گونه‌های مختلف یاخته‌های دیگر تمایز یابند و ممکن است در روند تمایز، برخی یاخته‌ها مانندیاخته‌های عصبی، تواناییتقسیم‌شدن را از دست بدهند.یاخته‌های بنیادی درجانداران پریاخته‌ای یافت می‌شوند.[۱] درپستانداران دو گونهٔ گسترده ازیاخته‌های بنیادی وجود دارد:یاخته‌های بنیادی رویانی (Embryonic Stem Cell) ویاخته‌های بنیادی بزرگسال (Adult Stemcell)، که در بافت‌های مختلف یافت می‌شوند. در جانداران بالغ، یاخته‌های بنیادی ونیایاخته‌ها به‌عنوان یک سامانهٔ تعمیر برای بدن و بازسازی بافت‌های بالغ عمل می‌کنند. از بُن‌یاخته‌ها می‌توان در ساخت یاخته‌ها و در نهایت بافت‌های مختلف نیز استفاده کرد. امروزه کاربرد این یاخته‌ها جهتبازسازی بافت‌های آسیب‌دیده در حال گسترش است. یاخته‌های بنیادی را بر اساس میزان توانایی آنها در ساخت بافت‌های مختلف، به «همه‌توان» (totipotent)، «پُرتوان» (pluripotent)، «چندتوان» (multipotent) و «تکتوان» (unipotent) تقسیم می‌کنند.[۲][۳][۴]
فناوری یاخته‌های بنیادی علاوه بر به‌کارگیری این یاخته‌ها جهت درمان بیماری‌ها و بازسازی و نوسازی بافت‌ها، در سال‌های گذشته روی ساخت این یاخته‌ها نیز متمرکز شده‌است. جایزهٔنوبل پزشکی در سال ۲۰۱۲ به‌خاطر کشف روشی برای بازسازی یاخته‌های بنیادی از یاخته‌های تمایز یافته، مشترکاً بهجان برتراند گوردون (John B. Gurdon) وشنیا یاماناکا (Shinya Yamanaka) اعطا شد. منابع اصلی یاخته‌های بنیادی در انسان، شامل:مغز استخوان،بند ناف،مغز دندان، بعضیبافت‌های چربی وجُفت هستند.[۵][۶]
یاخته‌های بنیادی را می‌توان بر اساس توانایی تمایز و تبدیل آنها به یاخته‌های دیگر به چهار دستهٔ یاختهٔ بنیادی تمام‌توان، پرتوان، چندتوان و تکتوان تقسیم کرد:[۹]
«همه‌توان» یا Totipotent: به یاختهٔتخمک و یاخته‌هایرویان در مرحلهٔ ۴یاخته‌ای و ۸یاخته‌ای گفته می‌شود که می‌توانند همهٔ بافت‌های بدن و همچنین پرده‌هایآمنیون (درون‌شامه) وکوریون (برون‌شامه) وجفت را ایجاد کنند. این یاخته‌ها را می‌توان از رویان‌های چهار یا پنج‌روزه حاصل از تخمک‌هایی که با روش‌های آزمایشگاهیلقاح داده می‌شوند به‌دست‌آورد و درمحیط‌های کشت اختصاصی رشد داد. از این رو، یاخته‌های همه‌توان بهیاخته‌های بنیادی رویانی هم معروف هستند.
«پُرتوان» یا Pluripotent: به یاخته‌هایی گفته می‌شود که می‌توانند یاخته‌های چندینبافت را بسازند. از جمله یاخته‌های لایهٔاکتودرم،مزودرم واندودرم که به‌ترتیب مربوط به لایه‌های بیرونی، میانی و درونی رویان هستند. یاخته‌های بنیادی اکتودرمی، پیش‌ساز یاخته‌هایپوست ویاخته‌های دستگاه عصبی هستند. یاخته‌های مزودرمی پیش‌ساز بافت‌هایعصبی، ماهیچه‌ای،چربی،بافت همبند،خون، یاخته‌های لوله‌های کلیوی و … هستند. یاخته‌هایاندودرمی پیش‌ساز یاخته‌هایلوزالمعده،تیروئید و یاخته‌هایششی هستند. در افراد بزرگسال هم، گونه‌ای از یاخته‌های بنیادی پرتوان که خاستگاه مزودرمی دارند، درمغز دندان و بعضی بافت‌های چربی یافت می‌شوند. گونه‌ای از این یاخته‌ها (یاخته‌های بنیادی خونساز جنینی) را می‌توان ازخون باقیمانده دربند ناف، پس از تولدنوزاد به‌دست‌آورد. ویژگی مهم این یاخته‌ها نابالغ بودنلنفوسیت‌های آن است. از این رو می‌توان با پیوند زدن آنها بهمغز استخوان افراد بیمار، علاوه بر تأمینیاخته‌های خونی جدید برای آنها، انتظار موفقیت بالایی از عمل پیوند داشت. از آن‌جا که یاخته‌های بنیادی خونساز جنینی «پرتوان» هستند و توانایی تمایز به تمام بافت‌های بدن را دارند؛ به دست آوردن آنها از بند ناف افق جدیدی برای درمان بسیاری از بیماری‌هاب در آینده ترسیم می‌کند.
«چندتوان» یا Multipotent: یک ردهٔ پایین‌تر از یاخته‌های پرتوان محسوب می‌شوند و می‌توانند یاخته‌های مختلفیک بافت معین را بسازند. مانند یاخته‌های بنیادی مغز استخوان که قادر به ساخت گونه‌های یاخته‌های مختلف بافتخونی، شاملیاخته‌های سرخ وسفید خون،لنفوسیت‌ها وپلاکت‌ها هستند. یاخته‌های بنیادی موجود در بافت‌های مختلف (عصبی،پوست و …) افراد بزرگسال، در این دسته قرار می‌گیرند.
«تکتوان» یا Unipotent: به یاخته‌هایی گفته می‌شود که تنها توانایی ساخت یک یاختهٔ تمایزیافته را دارند. مانندلنفوسیت بی که تنها توانایی ساخت پلاسموسیت (خوناب‌یاخته)ها را دارند.
یاخته‌های بنیادی رویانی (به انگلیسی embryonic stem cells)، یاخته‌های بنیادی پرتوانی هستند که از تودهٔ یاخته‌ای درونی رویان در مرحلهٔبلاستوسیست به‌دست می‌آیند. این یاخته‌ها می‌توانند به تمام رده‌های یاخته‌ای تبدیل شوند.[۱۰][۱۱]
رویان ۳ تا ۵ روزه رابلاستوسیست می‌نامند. یک بلاستوسیست توده‌ای متشکل از ۱۰۰ یاخته یا بیشتر است. یاخته‌های بنیادی، یاخته‌های درونی بلاستوسیست هستند که در نهایت به هر نوع یاخته، بافت و اندام درون بدن تبدیل می‌شوند.[۱۲]
رشد یاخته‌های بنیادی در محیط آزمایشگاه را اصطلاحاًکشت یاخته می‌نامند. در واقع جدا کردن یاخته‌های بنیادی رویانی از طریق انتقال سطح داخلیبلاستوسیست به یک ظرف کشت آزمایشگاهی پلاستیکی که شامل یک بستر تغذیه‌ای به ناممحیط کشت می‌باشد انجام می‌گیرد. تقسیم و تکثیر یاخته‌ها بر روی سطح این ظرف انجام می‌گیرد. سطح داخلی این ظرف معمولاً به وسیله یاخته‌های پوست رویان موش پوشیده شده‌است. این یاخته‌ها قادر به تقسیم شدن نیستند.[۱۳] به این لایه پوشانندهٔ یاخته‌ای در اصطلاح لایهٔ تغذیه‌ای (feeder layer) گفته می‌شود. دلیل به‌کارگیری این یاخته‌ها فراهم آوردن یک سطح طبیعی به منظور چسبیدن یاخته‌های بنیادی به آن و عدم جداشدنشان است. در ضمن یاخته‌های این لایه مواد مغذی را به داخل محیط کشت رها می‌کنند.[۱۴]
پس از چند روز یاخته‌های کشت داده شده شروع به رشد و تقسیم شدن در این محیط می‌کنند. هنگامی که این عمل انجام گرفت یاخته‌های کشت داده شده که زیاد شده‌اند را از این محیط برداشته و به محیط‌های تازهٔ کشت منتقل می‌کنند. روند کشت مجدد یاخته‌ها بارها و بارها به مدت چند ماه تکرار می‌شود. پس از ۶ ماه یا بیشتر، ۳۰ یاختهٔ اولیه تبدیل به هزاران میلیونیاختهٔ بنیادی رویانی می‌شوند. یاخته‌هایی را که در این دوره ۶ ماه و در این محیط کشت مخصوص تقسیم شده و در عین حال تمایز نیابند را پرتوان (pluripoten) می‌نامند.[۱۵]
به‌تازگی راه حل‌هایی جهت کاهش مدت زمان ساخت یاخته‌های بنیادی ارائه شده‌است.[۱۶]
یاخته‌های بنیادی بزرگسال (به انگلیسی Adult Stem Cells) یا یاخته‌های بنیادیپیکری (Somatic Stem Cells) یاخته‌هایی بنیادی هستند که پس از مراحل رشد و نمو جنین و در سرتاسرطول عمر در بافت‌های مختلف بدن حضور دارند و باتقسیم وتمایز یاخته‌های مرده را جایگزین و بافت‌های آسیب‌دیده را ترمیم می‌کنند. اغلب یاخته‌های بنیادی بزرگسال چندتوان یا تکتوان هستند. یاخته‌های بنیادی خونساز، یاخته‌های بنیادی عصبی و یاخته‌های بنیادیمزانشیمی مثال‌هایی از یاخته‌های بنیادی بزرگسال هستند.
ویژگی عمومی همهٔ یاخته‌های بنیادی، «خودنوزایی» آنها از طریق تقسیممیتوز است. به این صورت که یکی از دو یاختهٔ دختری حاصل از تقسیم هر یک از یاخته‌های بنیادی، همانند یاختهٔ مادر باقی می‌ماند و دیگری وارد مسیر تمایز می‌شود. یکی از معروف‌ترین مثال‌ها در این مورد، تشکیللنفوسیت تیخاطره در کنار پلاسموسیت حاصل از تقسیم یکلنفوسیت بی فعال شده‌است.
سازوکاری که تعیین می‌کند کدام یاخته تمایز پیدا کند؛ می‌تواند برونگرا یا کاملاً درونی باشد. برای مثال در یاخته‌های بنیادی خونساز این سازوکار برون‌گراست. به این معنا که از دو یاختهٔ دختر حاصل از تقسیم، یاخته‌ای که بااستخوان‌تنده (استئوبلاست) ارتباط دارد؛ تمایزنیافته باقی می‌ماند. در بعضی یاخته‌ها این سازوکار درونگراست. در این گونه یاخته‌های بنیادی هنگامی که دو یاختهٔ دختر، هنوز کاملاً جدا نشده‌اند؛پروتئین‌هایی به یکی از آنها منتقل می‌شوند و سرنوشتِ یاخته را به‌سوی تمایز می‌برند.
پژوهش‌هایی که دربارهٔ ویژگی‌های اساسی یاخته‌های بنیادی انجام شد؛ امکان ایجاد نظریه‌هایی دربارهٔ شیوهٔ ساخت یاخته‌های بنیادی از یاخته‌های تمایزیافته را به‌وجود آورد. در یکی از پژوهش‌های اولیه در این باره، John B. Gurdon با یک آزمایش کلاسیک در سال ۱۹۶۲ نشان داد کهتمایز یک پدیدهٔ برگشت‌پذیر است. در این آزمایش؛ گوردون هستهٔ یک یاختهٔ بالغروده را در یک زیگوتقورباغه که هستهٔ آن خارج شده بود، ادغام کرد و مشاهده کرد که مراحل تمایز، با موفقیت انجام می‌شود. پژوهش‌های جدیدزیست‌شناسی مولکولی نشان دادند که یاخته‌های بنیادی «پرتوان» دو ویژگی اصلی دارند. اول این‌که ساختارکروماتین در هستهٔ آنها فشرده نیست (یوکروماتیک هستند). دوم این که یک تعادل خاص بینفاکتورهای رونویسی و ساختار کروماتین آنها برقرار است. به‌عبارتی ساختار کروماتین (که با ایجاد تغییراتاپی‌ژنتیکی روی پروتئین‌های کروماتین، قابل تغییر است) رویبیان ژن فاکتورهای رونویسی تأثیر دارد. در سال ۲۰۰۶، شینیا یاماناکا (Shinya Yamanaka) موفق شد با بیان مصنوعیژن‌های تعداد محدودی فاکتورهای رونویسی نظیر Oct3/4, Sox2, Nanog یاخته‌های بالغ دست‌نخورده را به یاخته‌های نابالغ بنیادی تبدیل کند. تلاش‌های این دو فرد، جایزهٔ نوبل فیزیولوژی/پزشکی سال ۲۰۱۲ را به خود اختصاص داد.[۱۷]
در بیماریی‌هایی که در آن یاخته‌ها دچارآپوپتوز غیرعادی شده یا به مرور زمان دچار نقص در کارکرد می‌شوند یا با حملهدستگاه ایمنی از بین می‌روند؛ به‌کارگیری یاخته‌های بنیادی، افق‌های درمانی تازه‌ای را محقق خواهد کرد.
پارکینسون: در این بیماری،نورون‌های سازندهٔدوپامین در قسمتتوده سیاه مغز از بین می‌روند. با جایگزین کردن یاخته‌ها می‌توان به بهبودی بیمار کمک کرد. به عبارتی اگر نورون‌های تولیدکنندهٔمیانجی‌های عصبیدوپامین را بتوان در محیط کشت ایجاد کرد، احتمال درمان افراد مبتلا به پارکینسون فراهم می‌شود چون این بیماران اغلب این نورون‌ها را از دست داده‌اند.
دیابت گونۀ یک:یاخته‌های β درجزایر لانگرهانسپانکراس مورد حملهٔ دستگاه ایمنی قرار گرفته و از بین می‌روند. در نتیجه توانایی بدن در ساختانسولین از بین رفته و درصورت عدم تزریق خارجی، بیمار زنده نخواهد ماند. با بازسازی و جایگزینی این یاخته‌ها مشکلات بیماران دیابتی حل خواهد شد.
آلزایمر: در نتیجهٔ تجمع پروتئین tau (مرتبط باریزلوله‌هایاسکلت یاخته) در داخل یاخته‌های عصبی و تجمع پروتئین بتا-آمیلوئید در خارج یاخته‌ها، توانایی آنها در انتقال پیام عصبی کاهش یافته و بیمار با مشکلات حافظه و سایر مشکلات عصبی مرتبط روبه‌رو خواهد شد. در مراحل مختلف این بیماری، تعداد زیادی از یاخته‌های درگیر، دچارآپوپتوز می‌شوند. با جایگزین شدن یاخته‌های عصبی از بین رفته؛ بهبود قابل ملاحظه‌ای در وضعیت این بیماران انتظار می‌رود.
بیماران قلبی: توصیه می‌شود برای افرادی که در مراحل وخیم بیماری قلبی بوده و در انتظار دریافتقلب پیوندی به‌سر می‌برند، در کنار تجویزداروهای سرکوب‌کنندۀ دستگاه ایمنی، از روش پیوند یاخته‌های بندناف به‌عنوان یک روش کمکی استفاده کرد.
بیماران کبدی: اکنون اگر بیماری دچارسرطان کبد باشد، جراح مجبور است برای جلوگیری از انتشارسرطان (متاستاز) به بخش‌های دیگر بدن، بخش سرطانی کبد را نابود کند. برای این منظور معمولاً طی دو عمل جراحی هم‌زمان، خون ناحیه سرطانی کبد را قطع می‌کنند تا بافت آن را بازسازی کنند.
درمان قرنیه: هم‌اکنون پروژهٔ به‌کارگیری یاخته‌های بنیادی جهت درمان مشکلاتقرنیۀ چشم درپژوهشگاه رویان در حال پیگیری می‌باشد.
درمان بیماری‌هایدهان و دندان: پژوهش‌های گسترده‌ای در زمینهٔ درمان آسیب‌های وارده به بافت صورت وغدد بزاقی با به‌کارگیری یاخته‌های بنیادی در مرحلهٔ آزمایشگاهی در حال انجام است که نتیجهٔ حاصل از آن می‌تواند جایگزین مواد مصنوعی شود.[۱۸]
↑Adewumi O, Aflatoonian B, Ahrlund-Richter L, Amit M, Andrews PW, Beighton G, et al. (The International Stem Cell Initiative) (July 2007). "Characterization of human embryonic stem cell lines by the International Stem Cell Initiative".Nature Biotechnology.25 (7): 803–816.doi:10.1038/nbt1318.PMID17572666.S2CID13780999.
↑Krasilnikova, O. A.; Baranovskii, D. S.; Lyundup, A. V.; Shegay, P. V.; Kaprin, A. D.; Klabukov, I. D. (2022-04-27). "Stem and Somatic Cell Monotherapy for the Treatment of Diabetic Foot Ulcers: Review of Clinical Studies and Mechanisms of Action".Stem Cell Reviews and Reports.18 (6): 1974–1985.doi:10.1007/s12015-022-10379-z.ISSN2629-3277.PMID35476187.S2CID248402820.
