盘点年带来新启发的30项干细胞

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本文综合整理自生物谷

年,干细胞领域的研究成果不断涌来,它们或是领域内的新发现,或是有助于解决干细胞技术发展的新角度……以下盘点了本年度带来启发的30多项干细胞新研究成果。

StemCellRep:干细胞研究揭示阿兹海默症新疗法

doi:10./j.stemcr..01.

来自华盛顿大学医学院的研究者们利用干细胞分化产生了人源大脑细胞,并对其进行研究。

发现通过靶向大脑中一类蛋白的转运过程,能够为治疗阿兹海默症提供新的思路。研究者们发现利用药物阻断蛋白质在细胞内的转运能够降低大脑死亡的前体标志物的产生。

StemCellsResTher:基因修饰干细胞或可治疗阿尔茨海默氏病

doi:10./scrt

加州大学欧文分校神经生物学家发现,当基因修饰的神经干细胞移植到有阿尔茨海默氏病症状和病理特征的小鼠大脑中时,显示出阳性结果。相关研究论文发表在StemCellsResearchandTherapy杂志上,该基因修饰的神经干细胞已被证明在两个不同的小鼠模型中发挥作用。

NatBiotechnol:干细胞疗法治疗黄斑退化

doi:10./nbt.

年6月,86岁的DouglasWaters出现了严重的老年性黄斑变性症状(AMD),导致难以看清东西。

UCSantaBarbara的研究者利用干细胞诱导分化的视觉细胞对他进行了治疗。

在手术之前,Douglas的视力很差,右眼几乎看不到任何东西。而手术之后,他的视力恢复地很快,能够阅读报纸以及干一些农活。

这项出色的临床治疗结果发表在最近一期的《NatureBiotechnology》杂志上,该文章描述了将从干细胞诱导而来的,工程化的视网膜色素上皮细胞移植进入患者的眼睛中,从而帮助AMD患者重建光明。结果表明该方法具有安全性以及有效性。

CellStemCell:研究人员发现控制干细胞分化的药物!干细胞疗法或将终结肌肉萎缩症!

doi:10./j.stem..12.

一个由UBC研究人员一起创造的药物也许可以克服干细胞治疗面临的主要挑战之一——干细胞可能会太早及太快分化变成特定的组织细胞。如果这个药物可以像在实验室小鼠身上那样发挥作用的话,也许将使干细胞疗法更接近现实。

研究人员发现一个叫做Setd7的蛋白在控制干细胞生长以及分化为肌纤维过程中发挥关键作用。通过一个药物,他们可以抑制Setd7蛋白,防止干细胞分化,这样干细胞就会不断分裂。随后他们将干细胞移植到肌肉萎缩症小鼠模型的后腿上,发现这些细胞与肌肉很好地融合在一起,再生组织并提高了肌肉的强度。

SciTranslMed:利用牙龈中的间充质干细胞来加速伤口愈合

doi:10./scitranslmed.aai

我们常常会注意到口腔内的伤口愈合速度会比其它部位的伤口愈合速度要快,牙龈组织的修复速度大约是皮肤损伤修复速度的两倍,而且其还能减少疤痕的形成,其中一个原因或许就是牙龈间充质干细胞(gingivalmesenchymalstemcells,GMSCs),其能够产生多种类型的细胞。

一项刊登于国际杂志ScienceTranslationalMedicine上的研究报告中,来自宾夕法尼亚大学的科学家就通过研究阐明了牙龈间充质干细胞加速组织修复的新型分子机制。

CellRep:特殊的胰腺干细胞有望再生胰腺β细胞对葡萄糖产生反应

doi:10./j.celrep..02.

一项发表在国际杂志CellReports上的研究报告中,来自迈阿密大学的研究人员通过研究发现,刺激人类胰腺中的祖细胞或能产生对葡萄糖响应的β细胞,相关研究有望帮助研究人员开发针对1型糖尿病的再生细胞疗法。

研究者JuanDominguez-Bendala博士说道,深度研究这些胰腺干细胞或能帮助我们利用内源性的细胞供应库来进行β细胞再生,同时未来开发出治疗1型糖尿病的新型治疗策略,结合此前研究人员利用BMP-7来刺激胰腺干细胞生长的结果,研究人员认为他们完全有能力诱导这些干细胞转化成为功能性的胰岛组织。

NatBiomedEngine:利用纳米囊泡装饰干细胞有望改善心脏修复的靶向性疗法

doi:10./s---x

尽管心脏干细胞疗法对于心脏病患者而言是一种极具前途的治疗手段,其能够指导细胞进入到损伤部位并让其停留,但如今在治疗心脏病方面科学家们仍然面临巨大挑战。

刊登在国际杂志NatureBiomedicalEngineering上的一篇研究报告中,来自北卡州立大学的研究人员利用动物模型进行了一项初步研究,他们发现,利用血小板纳米囊泡来装饰心脏干细胞或能增加干细胞寻找并在心脏病发作损伤部位停留的能力,同时还能增强疗法的治疗效果。

SciRep:诱导多能干细胞衍生的内耳细胞或有望改善先天性听力缺失

doi:10./s---5

一项刊登在国际杂志ScientificReports上的研究报告中,来自日本熊本大学的研究人员通过研究成功移植了人类ips细胞衍生的内耳细胞,这些细胞能够在胚胎小鼠的内耳中表达来自人类的蛋白质。如今遗传性听力缺失占到了所有先天性听力缺失病例的一半,本文研究结果或有望推动研究人员靶向作用胚胎内耳的相关性研究。

ArchToxicol:干细胞+3D打印,可用于肝脏移植

doi:10./s---2

来自爱丁堡大学医学研究委员会(MRC)再生医学中心的科学家结合干细胞技术与3D打印技术,成功培育出了人源3D肝脏组织,并且在小鼠水平显示出治疗的潜力。科学家表示,除了为开发人体肝脏组织植入物方面进行早期的探索,这一研究还可以通过搭建平台来研究人类肝脏疾病以及实验室中的测试药物的药效,从而减少对动物研究的需求。

发表在《ArchivesofToxicology》杂志上的研究中,科学家们采集了人类胚胎干细胞并诱导形成多能干细胞(已被诱导转变为干细胞的成体细胞),通过定向诱导形成为肝细胞。

科学家们与材料化学家和工程师合作,确定了已经批准用于人体的合适聚合物,以便将它们发展成3-D支架。最好的材料是可生物降解的聚酯聚己内酯,它被制作成微观纤维,纤维网形成一厘米见方,毫米厚的支架。之后,将源自胚胎干细胞的肝细胞(其已在培养物中生长20天)加载到支架上并植入小鼠皮下。研究结果显示,血管能够在支架上成功生长。此外,作者并且发现小鼠的血液中含有人肝蛋白,表明组织已成功地与循环系统整合,支架未被动物的免疫系统拒绝。进一步,作者在在患有酪氨酸血症的小鼠中测试肝组织支架的效果。酪氨酸血症是一种潜在致命的遗传疾病,其中肝脏中分解氨基酸酪氨酸的酶是有缺陷的,导致有毒代谢产物的积累。研究结果表明,植入的肝组织能够帮助酪氨酸血症的小鼠分解酪氨酸。与接受空支架的对照组中的小鼠相比,移植有3D打印肝脏组织的小鼠体重减轻,血液中毒素积累较少,并且肝损伤迹象较少。NatMethods:新技术通过干细胞快速有效生长出脑细胞

doi:10./s--3-2来自瑞典隆德大学医学系等机构的研究人员发现人多功能干细胞表达转录因子SOX9和NFIB后,可以快速而有效地产生均质的诱导星形胶质细胞群体。相关研究成果于近日发表在《NatureMethods》上,题为“Rapidandefficientinductionoffunctionalastrocytesfromhumanpluripotentstemcells”。研究人员在实验中发现这些细胞展现出和成年人星形胶质细胞很相似的分子和功能性质,因此被认为适合用于相关疾病模型。总体而言,该研究提供了一种在健康和疾病状态下研究人星形胶质细胞的新方法,为相关疾病研究带来了新希望。CellStemCell:一种关键的转录因子或能促进干细胞分化形成心血管系统和肌肉骨骼系统

doi:10./j.stem..07.在很多研究中,研究人员都想发现一种单一的转录因子来诱导中胚层的形成,中胚层是胚胎发育的早期阶段,如果没有来自其它细胞蛋白的帮助,研究人员或许就无法诱导中胚层的形成。

项刊登在国际杂志CellStemCell上的研究报告中,来自日本筑波大学的科学家们对50多种转录因子进行了筛选,最终发现名为Tbx6的转录因子或能在人工培养的干细胞中单独刺激中胚胎的形成,同时其还能促进干细胞转变成为心血管细胞或肌肉骨骼细胞。研究者MasakiIeda表示,我们都知道,在肌肉骨骼组织形成过程中Tbx6因子处于活性状态,Tbx6突变的小鼠能以肌肉骨骼组织为代价来生产异位神经管组织,但我们并不清楚在早期/新生中胚层和中胚层衍生物(包括心血管系统等)中Tbx6的表达和功能;随后研究人员通过研究很惊讶地发现,Tbx6在由诱导多能干细胞衍生的中胚层的形成过程中扮演着非常广泛的角色。研究者发现,短暂产生的Tbx6能够促进产生心血管细胞的中胚层的形成,而且Tbx6的持续性表达会抑制形成心血管的中胚层,反而会促进产生肌肉骨骼细胞的中胚层组织的形成。BioRes:鉴定出维持干细胞多能性的关键性因子BRG1

doi:10./biores..对成体细胞进行重编程让它们返回到一种未分化的多能性状态,为人们开发出新的细胞疗法奠定基础。这个领域的加快发展将依赖于鉴定出促进多能性的因子。在一项新的研究中,来自德国明斯特大学和马克斯-普朗克分子生物医学研究所的研究人员就鉴定出这样的一种被称作Brg1的蛋白因子。相关研究结果发表在BioResearchOpenAccess期刊上。

图片来自BioResearchOpenAccess,doi:10./biores..。

在这项研究中,论文通信作者NishantSinghal和同事们证实蛋白Brg1在调节参与维持胚胎干细胞多能性的一个基因网络内的部分基因中发挥着关键性作用。这个相同的基因网络是开发成体细胞重编程方法的靶标。

NatMethods:利用人多能性干细胞产生脊髓神经干细胞

doi:10./s---3在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报道,他们利用人多能性干细胞(hPSC)成功地产生脊髓神经干细胞(NSC)。这些脊髓神经干细胞分化为不同的能够在整个脊髓中扩散的细胞群体,而且能够在很长的一段时间内加以维持。相关研究结果于年8月6日在线发表在NatureMethods期刊上.

在这项新的研究中,在将体外培养的源自hPSC的脊髓神经干细胞移植到受损的大鼠脊髓中之后,这些研究人员注意到这些移植物富含兴奋性神经元,让大量的轴突长距离延伸,让它们形成的靶结构接受神经支配,并且能够实现强健的皮质脊髓再生。Kumamaru说,“我们建立了一种规模可放大的人脊髓神经干细胞(包括所有脊髓神经元祖细胞类型)来源。在移植物中,这些细胞能够在从背侧到腹侧的整个脊髓中发现。在成年大鼠遭受脊髓损伤后,它们促进包括皮质脊髓轴突在内的再生。皮质脊髓轴突对人类自主运动功能是非常重要的,而在大鼠中,它们促进功能恢复。”

CellRes:新研究挖掘干细胞在移植疗法中的应用

doi:10./s---0来自Stowers医学研究所的研究者们发现了一种能够从成体脐带血中分化形成造血干细胞的方法。这一方法能够更加方便特殊疾病,例如白血病、血液紊乱、免疫系统疾病以及癌症等的,除了少部分配型成功的骨髓移植以外的细胞移植治疗。在这项发表在《CellResearch》杂志上的研究中,作者等人研究了一种参与调控多条造血干细胞自我更新通路的蛋白,该蛋白叫做Ythdf2.他们发现mRNA水平的特殊修饰能够帮助造血干细胞自我更新,而且能够促进mRNA的降解。研究者们通过建立小鼠一船模型,发现该蛋白的缺失会提高转录因子的表达水平,进而促进干细胞的增殖。StemCellResTher:研究者有望利用干细胞移植来治疗囊性纤维化疾病

doi:10./s---4一项刊登在国际杂志StemCellResearchTherapy的研究报道中,来自阿德莱德大学的科学家们在囊性纤维化研究方面取得了重要研究进展,研究人员发现,促使遗传障碍的细胞或会被健康的细胞成功取代,相关研究或能帮助研究人员应用细胞移植疗法来治疗人类的免疫缺陷性疾病。这项研究中,研究人员应用了干细胞移植技术,即从肺部囊性纤维化患者机体中提取成体干细胞并使之成熟,利用基因疗法对其进行纠正,随后在重新将这些细胞移植回患者体内发挥作用。这种新移植的成体干细胞能将其健康基因遗传给子代细胞,从而就能够提供一种持续的方法来利用健康细胞来补充气管,从而对抗囊性纤维化疾病的发生。当研究人员对小鼠的气管进行研究时,他们成功检测了这种新型的移植手段,即在最初的研究中使用标记基因来代替校正的囊性纤维化基因,这些成功移植的关键就在于研究人员所开发的创新性方法,研究者首先消除了现有的表面细胞,随后开发出了引入新细胞所需要的空间。囊性纤维化疾病会影响患者的肺部和消化系统健康,其会制造粘液来严重损害患者的呼吸,并且增加患者胸腔感染的风险。

Nature:揭示导致慢性鼻窦炎的细胞元凶

doi:10./s---8慢性鼻窦炎(chronicrhinosinusitis)不同于季节性过敏。它导致长达数月至数年的鼻窦发炎和肿胀,从而产生呼吸困难和其他症状,这会让患者感到痛苦。在某些人中,慢性鼻窦炎也会产生称为鼻息肉(nasalpolyp)的组织生长物,而且当病情严重时,这种鼻息肉必须通过外科手术加以切除。

图片来自Nature

在一项新的研究中,通过对来自人类患者的数千个单细胞进行全基因组分析,来自美国麻省理工医院的研究人员在慢性鼻窦炎期间构建出人类屏障组织的首个全局细胞图谱。对这些数据的分析使得他们提出了一种可能解释着是什么维持着慢性鼻窦炎的新机制。相关研究结果于年8月22日在线发表在Nature期刊上。在这项最新的研究中,这些研究人员将这种技术应用于来自慢性鼻窦炎患者的上呼吸道细胞,并猜测这些上皮细胞内的不同基因表达模式可能揭示出为什么有些患者会产生鼻息肉,而其他的患者则不会产生鼻息肉。这种分析揭示出来自产生和不产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者的基底上皮细胞(一种组织干细胞)中的基因表达存在着显著差异。在不产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者和健康人中,这些细胞通常形成平坦的覆盖着鼻腔内部的基底组织层。在产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者中,这些细胞开始堆积并形成较厚的组织层而不是分化成宿主防御所需的上皮细胞亚群。数十年来,科学家们已通过组织学实验观察到这种类型的组织异常,但是这项新研究揭示出来自产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者的基底细胞已开启一种特定的基因表达程序,这解释了它们的分化轨迹受到沉默。这种程序似乎由IL-4和IL-13直接维持,其中已知IL-4和IL-13是在病理水平时过量产生的促进过敏性炎症产生的免疫应答细胞因子。这些研究人员发现,这些基底细胞也保留了它们接触IL-4和IL-13的“记忆”:当他们移除非鼻息肉组织和鼻息肉组织中的基底细胞时,在相同的条件下培养它们一个月,然后让它们接触IL-4和IL-13,结果发现来自产生息肉的慢性鼻窦炎患者的未受刺激的基底细胞已表达许多在未产生息肉的慢性鼻窦炎患者中经诱导后表达的基因。在IL-4和IL-13响应性记忆信号中,其中就包括来自一种控制细胞分化的称为Wnt的细胞信号转导通路的基因。这些研究结果提示出阻断IL-4和IL-13作用的努力可能是尝试治疗慢性鼻窦炎的一种好方法。针对这种假设,这些研究人员使用阻断这两种细胞因子的一种相同受体的抗体进行验证。这种抗体已被批准用于治疗湿疹,并且正在进一步测试它的其他用途。这些研究人员分析了从一名产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者在接受这种抗体治疗之前和之后获取的基底细胞中表达的基因。他们发现IL-4和IL-13激活的大多数基因(但不是全部基因)已恢复到正常的表达水平。这提示着阻断IL-4和IL-13有助于将基底细胞和分泌细胞恢复到一种更健康的状态,但是仍然存在着某种残留的遗传特征。

Nature:新方法改善干细胞疗法安全性

doi:10./s---7

在澳大利亚南部,一种传染性的面部肿瘤在袋獾(Tasmaniandevil)中肆虐。在袋獾为争夺食物或交配权而相互撕咬时,肿瘤细胞会借机进入被咬的袋獾脸上的伤口,并以惊人的速度扩散,造成袋獾脸部溃烂,气道堵塞,难以进食,在饥饿中死去。这种面部肿瘤的可怕之处在于被咬的袋獾的免疫系统并不识别这些肿瘤细胞,因而它们并未遭受免疫排斥,这样肿瘤就能够在被咬的袋獾中生长。袋獾之间的这种肿瘤细胞传播本质上是一种细胞移植,它表明引入宿主免疫系统无法识别的细胞是可能的。

年,科学家们获得的人诱导性多能干细胞(inducedpluripotentstemcell,iPS细胞)---对成体细胞进行基因改造使得它们返回到一种多能性干细胞状态而有潜力变成体内的任何一种细胞类型---可源源不断地供应干细胞同时没有使用胚胎干细胞所面临的伦理争议而有望引发这个领域的变革。但是,与胚胎干细胞一样,iPS细胞具有不受控制生长和发生潜在癌变的倾向。这一点,再加上ips细胞制备时的基因突变风险和成本,已阻断了它们在临床应用中的使用。

NatCommun:一种可生物降解的微型支架有望增强干细胞疗法的作用效果

doi:10./s---2

一项刊登在国际杂志NatureCommunications上的研究报告中,来自美国罗格斯大学等机构的科学家们通过研究开发了一种小型的可生物降解的特殊支架,其或能有效移植干细胞并运输药物,来帮助治疗多种人类疾病,比如阿尔兹海默病、帕金森疾病、大脑退化、脊髓损伤和创伤性脑损伤等。

干细胞移植被认为有望治疗中枢神经系统疾病,然而这一技术常常受到了很多因素的限制,比如较低的细胞存活率、细胞的不完全分化以及神经连接生长受限等。这项研究中,研究人员就设计了一种新型的生物支架,其能模拟天然组织,并在检测管和小鼠机体中得到了良好的研究结果;这种纳米尺寸的支架有望帮助促进高端的干细胞移植以及中枢神经组织的修复等,同时应用干细胞疗法也能促进干细胞转化称为神经元细胞,并恢复患者大脑的神经回路。

图片来自全景网

Nature:重磅!血液中的一种神秘的干细胞有助于修复受损血管

doi:10./s---x

在此之前,科学家们认为胚胎中的新血管仅在内皮细胞---位于血管内壁的重要细胞---发生分裂时才会产生。血管的生长和修复是治疗心脏病和循环系统疾病(比如冠心病和外周动脉疾病)的主要目标,在这些疾病中,血管会受损。

干细胞是能够分化为成熟细胞类型的细胞。鉴于它们在再生医学上的潜力,几十年来,科学家们一直在寻找血液中的能够产生内皮细胞的干细胞。到目前为止,针对这样的“内皮祖细胞(endothelialprogenitorcell)”是什么和它们是否真地存在于血液中,科学家们存在着不同的意见。

PLoSOne:干细胞疗法可以治疗儿童脑癌

doi:10./journal.pone.

最近一系列突破性的进展可能会为治疗常见儿童脑癌提供更有效的方法。来自北卡罗来纳大学Lineberger综合癌症中心和UNCEshelman药学院的科学家们对此报告了早期研究的结果,这些研究表明,从皮肤细胞诱导而来的干细胞可以追踪并释放药物破坏手术后隐藏的成神经管细胞瘤细胞。

此前,来自UNC的ShawnHingtgen博士等人的临床前研究表明,他们可以将皮肤细胞转化为干细胞,而这种干细胞可以释放药物杀伤恶性脑肿瘤胶质母细胞瘤。在他们发表于《PlosOne》杂志上的新研究中,这一方法又被证明对于杀伤成神经管细胞瘤并延长寿命具有显著效果。该研究是开展临床试验的必要步骤,并将确定该方法是否适用于儿童相关癌症的治疗。Hingtgen说,这种方法在帮助更多儿童成神经管细胞瘤患者的同时有望降低治疗的副作用。

CellStemCell:I期临床试验结果可喜干细胞疗法或有望治疗脊髓损伤的患者

doi:10./j.stem..05.

一项刊登在国际杂志CellStemCell上的研究报告中,来自加利福尼亚大学的科学家们通过研究报道了首个人类I期临床试验结果,即对四个受试者进行研究,将神经干细胞移植入慢性脊髓损伤的患者中,其中三名受试者的疾病症状都得到了显著的改善,而且并没有出现严重的副作用。

医学博士JosephCiacci表示,这项临床试验的目的就是评估神经干细胞移植疗法的安全性,而且目前我们并未在任何患者机体中观察到手术相关并发症的发生;我们的研究结果也表明这种疗法能够安全实施,而且后期还需要进行深入研究来证实早期的疗效迹象,同时还应探索进一步的剂量增加治疗。

文章中,研究人员利用来自马里兰州Neuralstem公司生产的人类脊髓衍生的神经干细胞系进行研究,对T2-T12胸椎骨发生永久性损伤(已经发生1年和2年)的四名临床受试者进行6次神经干细胞的注射,每次注射都包含万个神经干细胞单位。年发表的一项研究报告中,研究人员表示,将神经干细胞移植到脊髓损伤的大鼠体内后,能够改善大鼠机体的神经再生,并且改善大鼠机体的相关功能和运动性。

Science子刊:干细胞疗法可显著改善视力

doi:10./scitranslmed.aao

年龄相关性黄斑变性(agerelatedmaculardegeneration,AMD)可以说是中老年人的视力“杀手”。在美国,它是年过65岁的老人失明的第一大原因。随着世界范围内社会老龄化趋势的上升,它的发病率也在不断升高。AMD分为干性和湿性两种,其中干性AMD是由于视网膜色素上皮细胞(retinalpigmentepithelium,RPE)退化和死亡,导致感光细胞的功能失常和死亡。处于视网膜中心黄斑位置的感光细胞尤其敏感,这导致老年人的中心视力逐渐下降,使阅读、书写、开车和识别面孔变得困难。目前,这一疾病被认为会给视力带来不可逆转的损害。

但在《ScienceTranslationalMedicine》发表的一项最新研究给患者们带来了希望。在这项研究中,南加州大学(UniversityofSouthernCalifornia)的研究人员与加州其它研究所、医院联合开发出一种利用干细胞制成的RPE移植体。临床1/2a期试验结果表明,这种移植体不但能够阻止病情的进一步恶化,而且给有些患者的视力带来了显着改善。

因为导致视力退化的根本原因是RPE细胞的死亡,因此,如何替代已经死亡的RPE细胞就成为治疗干性AMD的关键问题。在这方面,人类胚胎干细胞分化而成的RPE细胞(humanembryonicstemcell-derivedRPE,hESC-RPE)似乎是理想的选择。将hESC细胞分化成RPE的细胞培养工艺已经日趋成熟,而且有试验表明将hESC-RPE细胞注射到视网膜下可以在干性AMD患者中恢复部分RPE结构。

图片来自全景网

Blood:科学家成功利用脂肪组织衍生的干细胞制造出人类血小板

doi:10./blood--04-

来自日本庆应大学医学院的科学家们开发出了一种新方法,其能在实验室促进脂肪组织衍生的干细胞产生人类血小板。

该研究表明,人工制造的血小板最终或能有效减少患者对血小板捐献的依赖性,并帮助癌症和其它疾病患者的康复。

在这项研究中,研究人员基于此前的研究结果证实,脂肪组织能用来制造干细胞系,从而只需要12天就能够产生正常功能的血小板;研究者Mastubara表示,脂肪组织衍生的干细胞或许就能够提供一种安全持久的血小板供应,从而满足受体患者不断变化的需求。

研究人员最初试图从另外两类干细胞中衍生提取血小板,其中一类就是诱导多能干细胞;研究者指出,脂肪组织衍生的细胞能够产生巨核细胞和血小板尺寸大小的细胞,这些细胞在天然状态下能表达多种对血小板产生非常重要的基因。

研究人员进一步对诱导脂肪衍生的干细胞产生血小板的技术进行优化,通过一系列实验来检测这种人工制造的血小板的功能与天然的人类血小板功能是否类似。

结果表明,这种在实验室中生长的血小板含有天然血小板表面的标志性蛋白,同时还含有促进凝血的特殊颗粒。在小鼠血凝模拟实验中,这些血小板的行为与供体捐赠的血小板非常像,其能够聚集形成凝块。

Nature:中科院潘巍峻课题组揭示一类巨噬细胞引导造血干细胞归巢机制

doi:10./s---7在造血干细胞由位于发育中的脊椎动物背主动脉(dorsalaorta)内部的内皮细胞产生后,归巢允许这些新生的造血干细胞锚定在它们的壁龛中以便发生进一步的增殖和分化。这种独特的壁龛微环境(nichemicroenvironment)由多种血管和诸如基质细胞之类的其他壁龛组分组成,并且调节着这个归巢过程。然而,这种壁龛微环境的详细结构和调节造血干细胞归巢的机制仍然是不清楚的。

图片来自Nature,doi:10./s---7。

在一项新的研究中,中国科学院上海营养与健康研究院研究员潘巍峻(WeijunPan)及其团队利用先进的实时成像和一种细胞标记系统,对斑马鱼尾部造血组织(相当于哺乳动物的胚胎肝脏)中的造血干细胞归巢进行高分辨率分析,并揭示出血管结构在调节造血干细胞归巢到壁龛微环境中的作用。相关研究结果于年11月19日在线发表在Nature期刊上。潘巍峻团队鉴定出一种称为VCAM-1+巨噬细胞的壁龛细胞群体在静脉丛(venousplexus)的内表面上巡逻,以一种依赖于ITGA4的方式与造血干细胞相互作用,并指导造血干细胞归巢到壁龛微环境中。这些称为先导细胞(ushercell)的细胞与尾静脉毛细血管和静脉丛一起确定了造血干细胞在壁龛微环境中的归巢热点区域。更重要的是,这些先导细胞在归巢热点区域附近巡逻,一旦发现造血干细胞来临时,就将它们引导到特定的血管结构中,从而实现造血干细胞归巢到壁龛微环境中。

Cell:辅助性T细胞竟调节肠道干细胞的自我更新和分化

doi:10./j.cell..10.在一项新的研究中,来自美国布罗德研究所等研究机构的研究人员宣布他们检测到一部分肠道干细胞与生活在肠道中的辅助性T细胞(Th细胞)之间存在一种新的交谈形式。他们发现这些肠道干细胞产生MHCII,即一种允许免疫细胞与其他细胞之间交谈的表面蛋白复合物,所产生的MHCII会激活Th细胞。最后,他们发现这些肠道干细胞也对附近的Th细胞产生的细胞因子作出反应。相关研究结果于年11月1日在线发表在Cell期刊上。

图片来自Cell,doi:10./j.cell..10.。

然而,肠道干细胞如何作出反应取决于它们接收到的细胞因子信号类型。与炎症相关的细胞因子促进肠道干细胞开始分化---产生在肠道内壁中发现的不同细胞类型,这可能有助于肠道组织对损伤或感染作出反应。相比之下,肠道干细胞对起调节作用的细胞因子作出反应,在感染清除后通过自我更新协助降低免疫反应。这可能有助于肠道在修复后补充和维持它的肠道干细胞库。NatCommun:如何维持胚胎干细胞的无限潜能?

doi:10./s---9

一项刊登在国际杂志NatureCommunications上的研究报告中,来自索尔克研究所的科学家们通过研究开发了一种新型蛋白复合体,其能抑制干细胞的发展,从而使其能够维持无限的潜能;这种名为GBAF的复合体或有望作为后期科学家们开发新型再生医学疗法的潜在靶点。

机体中的每一个细胞都有着相同的一套DNA元件,其包含有制造每一种可能性细胞类型的指令;大型的蛋白复合体(染色质重塑器)能够激活或沉默基因的表达,指导胚胎干细胞进入到一种特殊的路径中,就好比一群计划装修房子的承包商们,这些蛋复合体也包含有多重亚单位,不同亚单位的组合就能够改变DNA的物理形状,并且决定哪些基因能够指挥干细胞分化成为肺部细胞或大脑细胞。

文章中,研究人员想通过研究深入理解这些亚单位的聚集方式以及特殊的亚单位如何指挥蛋白复合体的功能,因此研究人员转向对一种名为BRD9的蛋白进行研究,该蛋白与BAF染色质重塑器家族有关,他们推测该蛋白或是其中的一种亚单位;随后研究者将BRD9化学抑制剂应用于胚胎干细胞中,并进行了一系列实验来全面分析与BAF复合体活性改变相关的细胞多潜能性。

研究者发现,BRD9能扮演胚胎干细胞发育制动器的角色,当BRD9开始发挥作用时,细胞就会维持多潜能性,而当BRD9的活性被抑制时,细胞就会开始发育的下一个阶段,随后研究者鉴别出了哪种BAF复合体能在细胞中发挥作用,结果表明,BRD9或许是一种未知BAF复合体的一部分。

Nature:打破传统认知!科学家首次在机体中发现特殊类型的骨骼干细胞!

doi:10./s---5骨骼干细胞非常有价值,因为其能愈合很多类型的骨骼损伤,但研究人员却很多发现骨骼干细胞,因为他们并不知道骨骼干细胞的样子或者其存在的未知;近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自密歇根大学的科学家们通过研究在骨骺生长板(epiphysealgrowthplate)的(restingzone)鉴别出了一类骨骼干细胞,骨骺生长板是一类特殊的软骨组织,其是骨骼生长的重要驱动子。研究者NoriakiOno表示,在静止区域发现骨骼干细胞非常有意义,因为研究人员普遍认为干细胞常常处于静息状态,直到其被需要时才会激活。为了寻找这种特殊类型的干细胞,研究者利用荧光蛋白来标记小鼠机体中的特殊细胞群体,随后随着时间延续来追踪这些细胞的命运变化,以这种方式,研究人员就能够研究这些细胞在天然状态下整个生命周期中的行为变化(并不仅仅是在培养皿中)。研究者发现的这些特殊细胞能够满足骨骼干细胞的标准,因为其具有一些重要特性,即能够转变成为制造软骨和骨骼的细胞,还能够转化成为特殊细胞来支持血细胞的产生。研究者认为这种细胞可能只是其中一种骨骼干细胞;理解这些干细胞在生长板中发挥的重要功能或许能够帮助研究人员阐明为何某些患者会患上特殊类型的骨骼畸形或其它骨骼疾病等。Science:利用单细胞分析揭示蝾螈再生肢体机制

doi:10./science.aaq美西螈的肢体由许多不同的细胞类型组成,这些细胞类型源自神经细胞谱系、肌源性细胞谱系、表皮细胞谱系和结缔组织(connectivetissue,CT)细胞谱系。肢体截肢后,来自截肢平面附近的细胞聚集在一个称为芽基(blastema)的独特组织中,芽基起着作为再生新肢体的祖细胞来源的作用。在一项新的研究中,德国研究人员采用一种诱导型Cre-loxP荧光系统建立遗传标记的转基因美西螈品系用于分离成体肢体组织中的CT细胞和芽基中的CT细胞后代。他们利用scRNA-seq沿着芽基形成和再生胳膊长出的密集时间过程以及胚胎肢体的发育阶段对CT细胞进行分子分析。这种分子分析表明CT细胞表达一进入诱导再生时就失去的成体表型。这种源自CT细胞的异质细胞群体会聚到一种均匀而又短暂的芽基祖细胞状态,这种状态在后面的阶段能够重现胚胎肢体出芽样程序。相关研究结果发表在年10月26日的Science期刊上。值得注意的是,这些研究人员并没有在成熟的胳膊中发现CT干细胞或芽基样前体细胞存在的证据。他们发现CT细胞亚型对再生胳膊中的近端隔室和远端隔室作出空间限制的贡献。

具体而言,一种特定的CT细胞亚型---骨骼外周细胞(periskeletalcell)---在截肢部位延伸切断的骨骼,然而成纤维细胞性的CT细胞从头再生远端的骨骼节段。通过使用高通量单细胞转录组学分析和一种基于美西螈的脑彩虹克隆谱系追踪技术,这些研究人员能够在再生的最后阶段追踪CT细胞谱系的再分化轨迹。这些发现确立了多能骨骼祖细胞(multipotentskeletalprogenitorcell)的形成,而这些多能骨骼祖细胞导致肌腱、韧带、骨骼、骨骼外周和成纤维细胞产生。Nature:当再生大量骨骼时,骨骼肌干细胞返回到一种更加原始的细胞类型

doi:10./s---9在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学的研究人员一种称为ATAC-seq的技术来鉴定小鼠骨骼肌干细胞在对机械牵拉力作出反应时启动的基因开关。他们发现这些干细胞开始表达通常在颅神经嵴细胞中发现的基因,其中颅神经嵴细胞是怀孕5到6周后出现的细胞,它们能够产生头部和面部中的骨骼、软骨和结缔组织。与此同时,这些干细胞抑制参与正常骨折修复所需的基因的表达。这意味着当需要再生大量的骨骼时,小鼠骨骼干细胞退回到一种在发育上更加灵活的状态。相关研究结果于年10月24日在线发表在Nature期刊上。这些发现首次表明在环境信号作出反应时,哺乳动物骨骼肌干细胞在一种称为去分化的过程中能够沿着发育时间轴向后移动,从而变得更加原始。特别值得一提的是,这些干细胞似乎非常类似于一种通常在人类怀孕后几周内出现的细胞类型,即颅神经嵴细胞。在缺乏将骨骼分开的机械力的情况下,小鼠骨骼干细胞在不表达颅神经嵴基因的情况下修复骨折。进一步的研究发现,粘着斑激酶(focaladhesionkinase)分子通路是在这些干细胞能够检测和响应机械力中起着至关重要的作用。抑制这一通路破坏了这些干细胞在牵张成骨过程中再生新骨的能力。Science:修复面部缺陷有戏!发现神经嵴细胞从头部后面迁移到前面

doi:10./science.aau;doi:10./science.aav诸如腭裂和面部麻痹之类的面部缺陷占全球所有出生缺陷(每年万例)的三分之一,并且是婴儿死亡的主要原因。在一项新的研究中,来自英国和西班牙的研究人员发现形成面部特征的胚胎干细胞,称为神经嵴细胞(neuralcrestcell),使用一种意想不到的机制,从头部后面移动到前面,从而定植在面部中。这一发现可能有助于了解面部缺陷是如何形成的,从而让人们更接近一步修复胚胎中的颅面畸形(craniofacialmalformation)。这种新的机制可能在其他的涉及细胞运动的过程(比如转移过程中的癌症浸润或伤口愈合)中起着重要的作用,这可能为开发出新的疗法铺平了道路。相关研究结果发表在年10月19日的Science期刊上。

这些研究人员研究了青蛙和鱼类的胚胎,这是因为它们的神经嵴细胞的行为方式与人类相似,而且它们的运动经常用于研究癌症扩散。此外,能够在不造成伤害的情形下研究青蛙和鱼类的胚胎发育。通过利用光遗传学技术,他们使用光来控制神经嵴细胞簇的行为。在鉴定出包围着神经嵴细胞簇的可拉伸的肌动球蛋白环(actomyosinring)以及这种肌动球蛋白环发生收缩从而导致神经嵴细胞簇移动之后,他们发现位于胚胎后面的神经嵴细胞接受激光束照射时,它们在肌动球蛋白环的作用下发生收缩,从而向面部移动。

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