3月干细胞都发生哪些大事?

日期: 2016年04月04日


    

1、Nature:重大突破!首次制造出人单倍体胚胎干细胞

 

 

在一项新的研究中,来自以色列耶路撒冷希伯来大学、美国哥伦比亚大学医学中心和纽约干细胞基金会研究所的研究人员成功地产生一种新类型的胚胎干细胞,它只携 带单拷贝人类基因组,而不是通常在正常干细胞中发现的两个拷贝人类基因组。相关研究结果于2016316日在线发表在Nature期刊上,论文标题为 “Derivation and differentiation of haploid human embryonic stem cells”。之前利用人卵细胞产生胚胎干细胞的努力可导致双倍体干细胞产生。在这项研究中,研究人员促进未受精的人卵细胞发生分裂。他们然后利用一种荧光染料标记DNA,分离出这些单倍体胚胎干细胞,其中它们散落在更多的二倍体细胞中间。研究人员证实这些单倍体胚胎干细胞是多能性的,这意味着它们能够分 化为很多其他类型的细胞,包括神经细胞、心脏细胞和胰腺细胞,同时保持着单套染色体。

 

2、Cell Stem Cell:寨卡病毒新威胁!感染并杀死神经干细胞

 

在一项新的研究中,研究人员发现,实验室培养的人神经祖细胞(neural progenitor cell, 也译作神经前体细胞)它们能够产生在大脑中发现的神经元和胶质细胞能够被寨卡病毒(Zika viru) 毒株感染和杀死。这项初步研究首次提示着孕妇感染寨卡病毒如何可能导致她们的婴儿患上头小畸型(microcephaly),即一种大脑和头颅不能按照正常速度生长的神经疾病。相关研究结果于201634日在线发表在Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“Zika Virus Infects Human Cortical Neural Progenitors and Attenuates Their Growth”。

 

3、Nature:重大突破!我国科学家利用内源性干细胞治愈先天性白内障

 

 

在 一项新的研究中,来自中国中山大学、四川大学和美国加州大学圣地亚哥分校、德州大学西南医学中心、哈佛大学医学院的 研究人员 开发出一种新的再生医学方法,即移除婴儿眼睛中的先天性白内障,从而允许剩余的干细胞再生出功能性的晶状体。这种治疗方法已在动物和小型人类临床试验中进 行过测试,要比当前的标准疗法具有更少的手术并发症,而且就12名接受这种新手术治疗的儿童白内障患者而言,它导致具有极好视觉功能的晶状体再生。相关研究结果于201639日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Lens regeneration using endogenous stem cells with gain of visualfunction”。论文通信作者为来自中山大学中山眼科中心眼科学国家重点实验室的刘奕志(Yizhi Liu)教授和张康(KangZhang)教授,其中张康也是加州大学圣地亚哥分校医学院教授。在模式动物体内证实LECs的再生潜力后,研究人员开发出 一种新的微创手术方法,该方法保持晶状体囊(lenscapsule),一种有助赋予晶状体发挥功能所需形状的膜的完整性,同时还找到一种激活LECs生 长的方法,形成新的具有视觉功能的晶状体。

 

在随后针对白内障动物的测试和小型人类临床试验中,研究人员发现这种新的外科手术允许也已存在的LECs再生出功能性的晶状体。特别地,这项人类临床试验涉及12名年龄在2岁以下的接受这种新方法治疗的婴儿,以及25名类似的接受目前标准手术治疗的婴儿。作为对照组的后者具有更高的术后炎症发生率,早期发作的眼内高压和增加的晶状体混浊

 

4、Nature:重大突破!人诱导性多能干细胞移植恢复兔子视力

 

在一项新的研究中,来自日本大阪大学和英国卡迪夫大学的研究人员以一种反映整个眼睛发育的方式证实利用人干细胞产生几种关键类型的眼组织是可行的。经证实,当移植到角膜盲(cornal blindness)模式动物眼睛中时,这些眼组织能够修复受损的眼睛前部,恢复视力。研究人员说,这些发现有望为旨在恢复人类丧失或受损的视力的眼前移 植(anterior eyetransplantation)临床试验铺平道路。相关研究结果于201639日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Co- ordinated ocular development from human iPS cells and recovery of corneal function”。

 

在这项最新的研究中,研究人员报道了,利用人诱导性多能干细胞iPSCs)产生的眼部细胞可产生自我形成的外胚层自主性多区(self-formed ectodermal autonomous multi zone,SEAM)结构,而且不同区内的细胞位置指示着眼睛中的多种细胞系,如眼表面外胚层细胞、晶状体细胞、神经视网膜细胞和视网膜色素上皮细胞.研究人员还能够证实利用人iPSCs制造出的角膜上皮细胞可在体外培养,然后将它们移植到实验性诱导失明的兔子眼睛中,从而修复受损的眼睛前部。论文共同作者卡迪夫大学视光学与视觉科学学院教授AndrewQuantock说,“这项研究证实多种类型的人干细胞衍生细胞能够呈现出角膜、晶状体和视网膜的特征。”

 

5、PNAS:“杀不死”的癌症干细胞 低氧环境下竟然还能存活

 

 

近日,来自美国约翰斯霍普金斯大学的研究人员利用人类乳腺癌细胞和小鼠模型研究了癌症干细胞究竟如何在低氧情况下生存。一直以来,癌症干细胞的增殖都被看作是癌症治疗的主要障碍。研究人员首先使用了两种人类乳腺癌细胞系进行研究,他们发现低氧能够诱导HIF蛋白表达,进而开启一种叫做ALKBH5的基因,该基因的产物能够移除 NANOG mRNA上的甲基基团,抑制NANOG mRNA的降解。如果抑制ALKBH5蛋白的合成,NANOG的水平以及癌症干细胞的数目就会减少;而过表达ALKBH5则可以在无低氧暴露的情况下降低 NANOG mRNA的甲基化水平,并增加乳腺癌干细胞的数目。最后,研究人员将1000个三阴性乳腺癌细胞注射到小鼠的乳腺脂肪垫中,结果发现注射缺失ALKBH5 的细胞的小鼠肿瘤形成率只有43%(14只小鼠中仅有6只形成肿瘤),而注射正常癌细胞的小鼠全部形成肿瘤。这表明ALKBH5能够帮助维持癌症干细胞以 及它们的肿瘤形成能力。

 

6、Stem Cell:研究人员使用干细胞识别与青光眼有关的细胞过程

 

使用源于人类皮肤细胞的干细胞,印第安纳大学与普渡大学印第安纳波利斯联合分校(Indiana University-Purdue University IndianapolisIUPUI)医学院生物学助理教授JasonMeyer领导的研究人员们成功演示了将干细胞转化为视网膜神经节细胞 (RGCs)的能力。他们的目标是开发疗法以预防或治疗青光眼。这项最新在线发表于《Stem Cells》期刊的研究中,IUPUI研究人员从罹患遗传形式青光眼的患者和健康志愿者那里获得皮肤细胞活检组织,并将这些皮肤细胞重新编程为多能干细 胞。研究人员随后指导这些干细胞成为RGCs,此时这些细胞开始出现RGCs特有的特性--但患者细胞和健康人细胞的这些特性有所不同。

 

7、 Stem Cells干细胞缺乏是女性复发性流产的元凶

 

 

在一项新的研究中,来自英国华威大学等机构的研究人员发现人子宫内膜(womblining)中的干细胞缺乏导致上千名女性反复性流产。相关研究结果发表在20162月那期Stem Cells期刊上,论文标题为“Loss of Endometrial Plasticity in RecurrentPregnancy Loss”。在这项研究中,研究人员发现人子宫内膜中,缺乏一种被称作人子宫内膜基质细胞(human endometrial stromal cellsHESs) 的干细胞很可能加快子宫内膜老化,从而导致一些人妊娠失败。研究人员发现一种干细胞典型特征的表观遗传标记在利用从反复性流产女性患者体内获取的子宫内内 膜活组织在体外建立的培养物中缺失了。确实,相比于对照的正常人群,从反复性流产女性患者子宫内膜中只能分离出来更少的干细胞

 

8、Nat Commun:重大突破!人诱导性多能干细胞制造效率提高20多倍!

 

在一项新的研究中,来自美国阿拉巴马大学伯明翰分校的Kejin Hu博士及其同事们发现一种重编程因子可将皮肤成纤维细胞重编程为人iPSCs的效率增加了20多倍,将重编程时间缩短几天,同时提高重编程质量。相关研 究结果于201637日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“The acetyllysine readerBRD3R promotes human nuclear reprogramming and regulates mitosis”。在这项研究中,Hu和同事们描述了他们成功地寻找到一种增加这种制造效率和缩短细胞重编程时间的重编程因子。这种重编程因子是一种被称 作BRD3R的激酶家族蛋白,该蛋白读取染色体中的乙酰化组蛋白信息。

 

9、JASN:肾脏干细胞新来源---早产儿尿液

 

根据一项新的研究,从早产儿尿液中非侵入式收集的肾脏祖细胞(kidney progenitor cells, 也译作肾脏前体细胞)可能导致人们在针对肾病和肾损伤病人的再生性肾脏修复方面取得突破。相关研究结果于201633日在线发表在Journalof the American Society of Nephrology期刊上,论文标题为“Urine of Preterm Neonates as a Novel Source of Kidney Progenitor Cells”。为了解决这个问题,来自比利时天主教鲁汶大学的Elena Levtchenko博士、Fanny Oliveira Arcolino理科硕士及其同事们研究了健康成年人尿液中是否存在干细胞或肾脏祖细胞,然而,他们发现在肾脏成熟后,这些未分化的细胞非常罕见。“因 此,我们认为早产婴儿的尿液可能是一种更好的替代选择,这是因为他们的肾脏仍然处于发育之中”,Levtchenko解释道,“我们收集了出生一天后的早 产新生儿的尿液,结果发现在50%的情形下,尿液样品含有肾脏祖细胞。”这些祖细胞能够分化为成熟的肾细胞,而且也具有阻止细胞死亡的防御机制。

 

10、Nat Commun:新方法更高效地收集造血干细胞

 

 

在一项新的研究中,来自澳大利亚联邦科学与工业研究协会(CSIRO)和莫纳什大学的研究人员开发出一种新的造血干细胞收集方法,该方法并不那么侵入性,能 够降低获得足够造血干细胞数量所需的时间,而且也不需要使用G-CSF。相关研究结果于2016315日发表在 NatureCommunications期刊上,论文标题为“Therapeutic targeting and rapid mobilization ofendosteal HSC using a small molecule integrin antagonist”。研究人员证实在这种方法中,一种小分子拮抗剂[N-(benzenesulfonyl)-L-prolyl-L-O- (1-pyrrolidinylcarbonyl)tyrosine) BOP]靶向作用于α9β1/α4β1整合素,可将在骨髓中发现的造血干细胞快速地动员到血液中,当BOP与现存的一种小分子(AMD3100)组合使 用时,效果更好。

 

11、PLoS Genet:科学家揭示兼性干细胞的分子特性

 

发表于国际杂志PLoSGenetics上的一篇研究论文中,来自巴塞罗那生物医学研究院(IRB)等机构的研究人员通过研究发现,两种分子信号的结合或可帮助确定哪种已经分化的细胞可以重新获得干细胞特性。该研究结果通过对果蝇进行获得,研究者希望相关研究或为理解新型个体化疗法以及癌症的进展机制提供一 定思路。文章中,研究者Nareg J.Djabrayan表 示,我们鉴别出了两种分子信号,同时还发现了特殊的通路可以促进组织中的细胞形成干细胞,该研究为揭示细胞如何分化以及兼性干细 胞被激活的机制提供了一定线索;如今科学家们在人类组织和器官中鉴别出了越来越多的兼性干细胞,但他们并不清楚这些干细胞和标准干细胞为何在形态上为何并 不相同;兼性干细胞的存在就揭示了许多分化的细胞可以继续获得较大的可塑性,并且对压力环境产生反应,比如伤口中或者是耗尽组织的再生。

 

12、Nat Commun:造血干细胞研究或助力新型抗癌疗法的开发

 

 

近日,一项刊登于国际杂志Nature Communications上 的研究论文中,来自爱丁堡大学的研究人员的最新 研究成果或可帮助改善白血病患者的生存情况,该研究揭示了机体如何进行自身 的血液供给。如今科学家们距离创建造血干细胞又更近了一步,这将帮助减少癌症或血液障碍患者对骨髓移植的需求,而科学家们成功从多能干细胞人工培养出干细 胞或可帮助进行个体化疗法的开发。造血干细胞位于骨髓中,其可以产生机体所需要的所有血细胞,这些名为造血干细胞(HSCs)干细胞可以帮助恢复白血病 患者机体的血液供给。

 

13、Biomaterials:如何将多潜能干细胞转变成为成熟分化细胞?

 

 

干细胞可以作为一种有效的工具来修复或移除损伤或疾病组织,但如果可以可靠地将干细胞从多潜能状态转化成为成熟的分化状态,研究者们或许就可以通过改变干细 胞被培养的环境来研究如何控制干细胞的状态了,近日来自新加坡A*STAR研究所的研究人员就成功进行了相关研究,相关研究刊登于国际杂志 Biomaterials上。化学信号和机械力可以帮助确定哪些细胞会进行分化及哪些细胞会依然维持多能状态,文章中研究者获取了一些特殊的化学线索,但 他们仍在努力研究揭示如何有效控制干细胞的结构来更好地控制干细胞的行为。研究者Hanry Yu博士指出,目前有很多试验正在进行,而且有很多试验都以失败告终,因为缺少工程性的原理来指导细胞反应的控制;为此研究者重点对E-钙黏蛋白(E- cadherin)和整联蛋白进行了分析,这两种细胞吸附蛋白被认为可以参与调节干细胞的发育,更有意思的是,这两种蛋白可以通过名为Rho-ROCK- 肌球蛋白II的信号因子来发挥作用,这就为研究者提出了问题,即其如何来诱导不同的细胞命运发生呢?

 

14、Cell子刊:首次分离到初生胚胎干细胞,可用于治疗唐氏综合征

 

 

来 自英国的研究者们开发出一些非常早期的胚胎干细胞,他们将其称为“初生”多能性干细胞,这是分离自非常早期的人类胚胎。这是科学家们几十年来的努 力成果, 该成就能够帮助理解唐氏综合症等遗传疾病的发病机制,并有助于开发新的治疗方法。 “直到如今,我们才能够成功分离这种“naive”的干细胞。虽然此前我们在小鼠水平进行了30年的研究,但是很多人都在质疑这一技术成功的可能性”,来 自剑桥大学干细胞中心的研究员Ge Guo说道:“不过,现在我们成功分离并且实现了体外培养”。初生多能性干细胞相比其他干细胞的优势在于其作为科研工具的可“调教”性。它能够与任何成体 细胞无缝对接。

 

15、Cell子刊:新型干细胞---从“垃圾堆”中找到宝贝

 

 

虽然仍存在争议,但干细胞目前已经成为再生医学研究与临床应用的最佳工具。最近,研究者们称他们发现了一类新型的干细胞,被叫做“iXEN”,该干细胞也许 能够为先天缺陷患者提供新的治疗选择。首先,我们需要了解研究者们是如何利用干细胞进行治疗的。多能性干细胞几乎能够分化为机体的任何一类体细胞,这使得 研究者们能够利用它们修复任何组织的损伤或缺陷。过去,这些细胞只能通过从胚胎中提取获得,而如今IPS技术的面世使得他们能够直接将成体细胞重编程转化 为干细胞。为了验证这一猜想,他们研究了培养的IPS细胞,发现在干细胞周围分布着一部分iXEN细胞群落,这说明IPS技术能够效仿体内过程,产生 iXEN细胞

 

16、Science:肿瘤干细胞可被药物逆转

 

 

上皮细胞间质转型(epithelial-mesenchymal transitionEMT)是一种细胞生物学特征转变,使得正常和肿瘤上皮细胞获得"间质"状态干细胞的特性。在肿瘤在前转移阶段,原发瘤中的肿瘤细 胞失去其本具有的极性上皮细胞特性(粘附性强、片状结构),转化为具有迁移侵袭能力的间质细胞特性(无细胞极性、失去细胞与细胞之间的紧密连接),对各种 常规化疗药物具有高抗性。最近由著名肿瘤生物学家Robert A.Weinberg带领的团队在Science杂志上的发表了一项精彩的研究工作。他们尝试去找到能特异杀死这些导致癌症发生或着抑制住这些具有高侵袭 性的癌细胞的靶向药物。Weinberg假设通过靶向药物可以诱导肿瘤干细胞从间质细胞状态向上皮细胞状态转化(mesenchymal-to-epithelialtransition,MET)使得具有高度转移能力的肿瘤干细胞在药物的靶向诱导下,"恢复"成为有极性的上皮特性的细胞。这样,肿瘤干细胞在患者体内丧失了高度侵袭和肿瘤转移的能力。

 

17、PNAS:揭示唤醒干细胞产生毛发机制

 

人 体含有成体干细胞,它们能够再生受损的组织。在诸如肠道和皮肤之类的需要不断更新的组织中,这些干细胞频繁地发生细胞分裂。但是在包括毛囊在内的 其他身体 结构中,成体干细胞处于静止状态,在这种状态中,它们不会增殖,除非它们接收到来自周围环境的信号,这时它们才开始再生。人们的直觉就是干细胞是一种非常 宝贵的资源,应当被有节制地使用。但是科学家们对成体干细胞的静止状态是如何调控的理解是有限的,而且还不能确定它的准确生物学功能到底是什么。在一项新 的研究中,美国洛克菲勒大学哺乳动物细胞生物学与发育实验室教授Elaine Fuchs和她实验室的研究生Kenneth Lay对让毛囊干细胞在静止状态和再生活性之间波动的生物学信号获得新的认识。相关研究结果于2016224日在线发表在PNAS期刊上,论文标题为 “FOXC1 maintains the hair follicle stem cell niche and governs stem cell quiescence to preserve long-term tissue-regenerating potential”。

 

18、EBioMedicine:新方法可成功预测干细胞的活性

 

 

近日,一项刊登于EbioMedicine杂志上的研究论文中,来自斯克利普斯研究所的研究者通过研究首次开发了一种方法,该方法可以预测特殊类型的干细胞 如何帮助抵御不同疾病的发生,当前在临床中有超过500种的基于干细胞的疗法,而本文研究为有效评估这些疗法的安全及合理性提供了新的依据。在某些方面, 干细胞就好象硬币一样,拥有两面性,其中一面就是具有变形能力可以分化成为多种类型的细胞,而另一面就是其功能,干细胞对健康和疾病的效应往往就会暗示其所具有的一些潜能,长期以来科学家们都认为干细胞的这两面可以分开而且并不相关。而本文研究就挑战了这一观点。研究者Phinney说道,我们发现干细胞的特性和其功能之间存在一种协调性的关系,基于该线索,本文中我们就通过研究开始预测如何利用干细胞的功能来操作使其可以在疾病治疗上发挥大的作用。文章中利用间质干细胞,研究者检测了不同人类供体机体中TWIST1分子的水平,他们发现,高水平的TWIST1可以产生巨大的血管生成效应,从而促进新生血 管生长,与此同时低水平的TWIST1则可以产生较强的抗炎性和免疫抑制效应。

 

19、Nat Commun:同济大学发现人致命性前列腺癌根源可能在于正常的基底干细胞

 

 

在一项新的研究中,来自中国同济大学医学院和美国德州大学MD安德森癌症中心的研究人员证实人前列腺基底细胞层含有成体干细胞,而且这些成体干细胞具有一种 独特的类似于最为致命性前列腺癌的基因表达谱。这些关于前列腺细胞的新发现可能有助于人们在未来开发出新的疗法来医治侵袭性的和抵抗治疗的前列腺癌。相关研究结果于2016229日在线发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“Stem cell and neurogenic gene-expression profiles link prostate basal cells to aggressive prostate cancer”。论文通信作者为唐定国(Dean G. Tang)博士和Dingxiao Zhang博士。唐博士说,“人前列腺是否含有成体干细胞,如果存在,那么它们位于基底细胞层(basal cell layer)或者腔细胞层(luminal cell compartment)内部何处,一直充满极大争议。我们的研究提供确定性的证据证实前列腺基底细胞层容纳着自我更新的干细胞,而且这些干细胞富含干细 胞特异性基因。” 

 

备注:原文出自生物谷,由赛业生物编辑分享

 

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