近年來,科學(xué)家們在干細胞研究上取得了許多豐碩的成果,那么近期他們在干細胞領(lǐng)域又有哪些亮點研究呢?本文中,小編對相關(guān)研究成果進行整理,分享給大家!
干細胞研究再上新臺階!近期有哪些亮點研究成果?
文/T.Shen
Cell Rep:揭秘大腦干細胞被激活的分子機制
doi:10.1016/j.celrep.2019.05.023
眾所周知,我們的大腦并不善于再生因損傷或疾病而丟失的細胞,盡管利用神經(jīng)干細胞(NSCs)進行治療有望替代丟失的細胞,但科學(xué)家們需要了解這些細胞在大腦中的作用方式,以便能夠開發(fā)出有效的治療方法。近日,一項刊登在國際雜志Cell Reports上的研究報告中,來自普利茅斯大學(xué)的科學(xué)家們通過研究闡明了神經(jīng)干細胞從通常的休眠狀態(tài)“醒來”并開始活動的分子機制,神經(jīng)干細胞能在大腦中產(chǎn)生神經(jīng)元細胞和周圍的神經(jīng)膠質(zhì)細胞,通過理解神經(jīng)干細胞的工作機制,研究人員或有望開發(fā)出新型療法來加速神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的再生過程。
這項研究中,研究人員通過對果蠅進行研究發(fā)現(xiàn),一種能形成復(fù)合體的特殊分子STRIPAK對于促進神經(jīng)干細胞再度激活非常重要,STRIPAK,即紋蛋白互作的磷酸酶和激酶(Striatin-interacting phosphatase and kinase),其在包括真菌和人類等多種有機體中都存在,研究者在比較果蠅大腦中休眠和激活的神經(jīng)干細胞的基因信息時發(fā)現(xiàn)了這一點。
Cell Stem Cell:利用干細胞首次制備“血腦屏障”芯片
doi:10.1016/j.stem.2019.05.011
近日,來自內(nèi)格夫本古里安大學(xué)等機構(gòu)的研究人員首次創(chuàng)造了一種含有干細胞的人類血腦屏障(BBB)芯片,用于開發(fā)個性化醫(yī)療和研究腦部疾病的新技術(shù)。用于開發(fā)個性化醫(yī)療和研究腦部疾病的新技術(shù),相關(guān)研究刊登在Cell Stem Cell雜志上。
血腦屏障阻止血液中的毒素和其他外來物質(zhì)進入腦組織并造成損害。但它也可以防止治療藥物到達大腦。神經(jīng)系統(tǒng)疾病如多發(fā)性硬化癥,癲癇,阿爾茨海默病和亨廷頓氏病,共同影響全世界數(shù)百萬人,與血腦屏障缺陷有關(guān)。在這項研究中,研究人員將從個體收集的血細胞重編程成為干細胞(稱為誘導(dǎo)多能干細胞),可以產(chǎn)生任何類型的細胞。之后,作者將細胞置于微流體BBB器官芯片上,其尺寸大約為AA電池,其中包含細小的空心通道,內(nèi)襯有數(shù)萬個活細胞和組織。
Cell Rep:研究人員確定了女性月經(jīng)周期中再生子宮內(nèi)膜的干細胞來源
doi:10.1016/j.celrep.2019.04.088
在女性的生育期里,子宮每個月都會脫落并再生內(nèi)膜組織,為懷孕或下一個周期做準(zhǔn)備。人類生殖這一古老而重要的部分背后的過程尚未得到很好的理解。但是最近由耶魯大學(xué)病理學(xué)家Wang Min領(lǐng)導(dǎo)的研究發(fā)現(xiàn),干細胞和一種基因參與了這個每月一次的活動。
為了研究這一機制,研究人員使用激素來刺激小鼠的月經(jīng)。然后,他們用熒光顯微鏡檢查了生殖周期不同階段的子宮組織切片。最后一步是量化子宮內(nèi)膜內(nèi)的細胞,即上皮細胞。研究者發(fā)現(xiàn)了一組名為CD34+KLF4+的干細胞,它們從子宮內(nèi)膜遷移到上皮細胞,取代月經(jīng)期間脫落的組織。他們還發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)節(jié)這一過程的基因。如果基因表達異常高,可導(dǎo)致不孕;如果基因功能喪失,可能發(fā)展成子宮內(nèi)膜癌。Min說,這些發(fā)現(xiàn)表明該基因可能成為治療這些常見疾病的藥物的一個有希望的靶點。
Nature:28天內(nèi)在體外將造血干細胞數(shù)量擴大900倍,讓無需接受調(diào)理治療的造血干細胞移植成為可能
doi:10.1038/s41586-019-1244-x
在一項新的研究中,來自美國斯坦福大學(xué)和日本東京大學(xué)等研究機構(gòu)的研究人員可能破解了在沒有放療和化療的情況下進行干細胞移植和基因治療的密碼。幾十年來,科學(xué)家們在實驗室中培養(yǎng)大量造血干細胞的嘗試一直受阻。這些罕見的骨髓細胞單獨負(fù)責(zé)產(chǎn)生血液和免疫系統(tǒng)中的所有細胞。培養(yǎng)這些細胞的困難嚴(yán)重阻礙了許多研究工作,包括那些讓某些癌癥或血液疾病患者更容易和更安全地接受干細胞移植或基因治療的研究工作。
如今,這些研究人員破解了這些密碼。通過調(diào)整培養(yǎng)這些細胞的營養(yǎng)液中的組分、用于支持它們生長的專門分子和培養(yǎng)它們所需的物理條件,他們首次證實誘導(dǎo)來自小鼠的造血干細胞在短短28天的時間內(nèi)自我更新數(shù)百甚至數(shù)千次是可能的。
Nature:挑戰(zhàn)常規(guī)!胎兒中的所有腸道細胞都潛力發(fā)育成腸道干細胞
doi:10.1038/s41586-019-1212-5
在一項轟動性的新研究中,來自丹麥哥本哈根大學(xué)等研究機構(gòu)的研究人員反駁了關(guān)于干細胞產(chǎn)生的傳統(tǒng)觀點。他們得出結(jié)論:胎兒腸道中的所有細胞都有潛力發(fā)育為干細胞。他們揭示出腸道細胞的命運并不是事先確定的,而是由這些細胞的周圍環(huán)境決定的。這種新的知識可能讓人們?nèi)菀撞倏v干細胞用于干細胞治療。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature期刊上。
研究者表示,我們過去認(rèn)為細胞變成干細胞的潛力是事先確定的,但是我們的新結(jié)果表明所有未成熟細胞在完全發(fā)育的器官中變成干細胞的概率是相同的。原則上,這僅是一個在正確的時間出現(xiàn)在正確的地點的問題。來自細胞周圍環(huán)境的信號決定了它們的命運。如果我們能夠鑒定出未成熟細胞發(fā)育成干細胞所必需的信號,我們就會更容易在需要的方向上操縱細胞。
PNAS:重大進展!發(fā)現(xiàn)胎盤干細胞能夠再生心臟,有望開發(fā)出新型干細胞療法來治療心臟病
doi:10.1073/pnas.1811827116
在一項新的研究中,來自美國西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的研究人員證實在動物模型中,來自胎盤的稱為Cdx2細胞的干細胞能夠在心臟病發(fā)作后再生健康的心臟細胞。這些研究結(jié)果可能代表了一種再生心臟和其他器官的新療法。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在PNAS期刊上。
研究者表示,Cdx2細胞在歷史上被認(rèn)為僅在早期胚胎發(fā)育過程中產(chǎn)生胎盤,但是在此之前從未顯示出再生其他器官的能力,這就是這項研究如此令人興奮的原因。這些發(fā)現(xiàn)也可能為除心臟之外的其他器官開發(fā)再生療法鋪平道路。它們看起來就像是一群超動力的干細胞,這是因為它們能夠靶向損傷部位,通過循環(huán)系統(tǒng)直接遷移到損傷部位,而且能夠避免遭受宿主免疫系統(tǒng)排斥。
Stem Cells:新技術(shù)或能利用幾毫升血液制造大量干細胞 有望開發(fā)出心血管疾病潛在療法
doi:10.1002/stem.2936
近日,一項刊登在國際雜志Stem Cells上的研究報告中,來自貝爾法斯特女王大學(xué)的科學(xué)家們通過研究有望開發(fā)出治療血管和糖尿病相關(guān)的心血管疾病的新型療法。文章中,研究人員開發(fā)了一種新技術(shù),其能利用少量血液樣本在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量干細胞,隨后這些干細胞能夠替代血管內(nèi)損傷的細胞,這種療法有望抑制糖尿病患者多種血管相關(guān)的并發(fā)癥,包括心臟病發(fā)作、腎臟疾病和失明等。
研究者Andriana Margariti表示,能在短時間內(nèi)利用幾毫升血液產(chǎn)生大量干細胞,這或許是一項真正的開創(chuàng)性成就,有望徹底改變我們治療大量血管疾病的方式或模式;此前進行細胞轉(zhuǎn)化過程往往會涉及皮膚的活組織檢查或需要大量血液,這對于許多患者而言根本不可行,因為對于患者風(fēng)險很大且需要很長的恢復(fù)時間。
Mol Cell:干細胞是分化還是保持多能性?TDP-43和paraspeckle起關(guān)鍵作用
doi:10.1016/j.molcel.2019.03.041
誘導(dǎo)性多能干細胞(ips細胞)可以轉(zhuǎn)變?yōu)轶w內(nèi)的任何細胞或保持它們的原始形式。在一項新的研究中,來自德國亥姆霍茲慕尼黑中心等研究機構(gòu)的研究人員描述了細胞如何決定選擇這兩個方向中的哪一個。在他們的研究中,他們鑒定出一種蛋白和一種核糖核酸(RNA)在這個過程中起著非常重要的作用。他們的發(fā)現(xiàn)還允許更好地理解肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS),即一種影響運動神經(jīng)元的進行性神經(jīng)系統(tǒng)疾病,相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Molecular Cell期刊上。
由于ips細胞能夠轉(zhuǎn)化為體內(nèi)任何類型的細胞,它們可能為再生醫(yī)學(xué)做出重要貢獻。比如,為了產(chǎn)生用于治療1型糖尿病的人工β細胞,理解它們的細胞分化機制是不可或缺的。在這項新的研究中,亥姆霍茲慕尼黑中心干細胞研究所的Micha Drukker博士與他的團隊展示了這一過程在分子水平上是如何受到控制的。這一切都始于細胞核中的一個借助熒光顯微鏡可以觀察到的結(jié)構(gòu)。
Genes Devel:科學(xué)家成功“喚醒”沉睡中的神經(jīng)干細胞 解鎖大腦的再生潛能
doi:10.1101/gad.323196.118
人類機體擁有強大的愈合能力,但治療腦部疾病卻并非易事,神經(jīng)元作為重要的大腦細胞,其再生能力往往有限,盡管如此,干細胞卻是一種天然的支持形式,其是我們發(fā)育中胚胎所留下的重要遺跡。隨著年齡增長,神經(jīng)干細胞就會休眠,當(dāng)機體需要修復(fù)時其很難再次蘇醒,盡管能通過利用神經(jīng)干細胞來治療機體神經(jīng)性障礙,但直到最近科學(xué)家們才找到了神經(jīng)干細胞“沉睡”的機制。
近日,一項刊登在國際雜志Genes & Development上的研究報告中,來自日本京都大學(xué)的科學(xué)家們通過對小鼠的大腦化學(xué)機制進行研究發(fā)現(xiàn),基因表達的起起伏伏或會讓神經(jīng)干細胞從睡夢中醒來,相關(guān)研究結(jié)果有望幫助科學(xué)家們理解大腦再生的潛力,并開發(fā)治療多種神經(jīng)性疾病的新型療法。
Nature:糖尿病治療新希望!新研究將干細胞產(chǎn)生的β細胞產(chǎn)率從30%提高至80%
doi:10.1038/s41586-019-1168-5
在一項新的研究中,來自美國哈佛大學(xué)等研究機構(gòu)的研究人員通過使用生物和物理分離方法富集樣品中的β細胞,對一種將干細胞轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生胰島素的β細胞的實驗室過程進行了改進。這一發(fā)現(xiàn)可能可用于改善針對1型糖尿病患者的β細胞移植,相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature期刊上。
研究者表示,要從30%提高,我們需要真正了解剩下的70%的細胞。直到最近,我們才能拿出我們的細胞樣品,了解那里存在哪些細胞類型。如今,隨著單細胞測序的革命,我們能夠從一無所知到給出完整的細胞類型清單。研究人員采用了單細胞測序和分子生物學(xué)技術(shù)來描述我們能夠利用干細胞制造出的細胞類型。這種操作的開始總是要知道自己在處理什么。
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