新方法允許長期培養(yǎng)成體干細(xì)胞

馬薩諸塞州綜合醫(yī)院(MGH)開發(fā)的一種新方法可能會徹底改變成體干細(xì)胞的培養(yǎng)。該研究小組在8月6日出版的“ 細(xì)胞干細(xì)胞”雜志上發(fā)表的報(bào)告中，描述了在常規(guī)肺部疾病治療期間收集的各種組織樣本中產(chǎn)生和擴(kuò)展氣道干細(xì)胞。整體方法似乎適用于其他幾種組織類型，包括皮膚和胃腸道和生殖道的襯里。

“這種新方法為任何氣道疾病(如哮喘或COPD)的研究開辟了新的途徑，”該報(bào)告的高級作者，MGH再生醫(yī)學(xué)中心和哈佛干細(xì)胞研究所的醫(yī)學(xué)博士Jayaraj Rajagopal說。“雖然過去我們只能將干細(xì)胞擴(kuò)展幾代，但現(xiàn)在我們有能力產(chǎn)生足夠的細(xì)胞來經(jīng)歷多個(gè)實(shí)驗(yàn)室多年的實(shí)驗(yàn)。我們的系統(tǒng)也非常簡單，避免了以前的文化系統(tǒng)的復(fù)雜性和制作它更容易被許多實(shí)驗(yàn)室所接受。“

有人提出許多假設(shè)來解釋維持干細(xì)胞培養(yǎng)的能力有限 - 包括保護(hù)染色體末端和細(xì)胞衰老的端粒的丟失，這是一種停止生長的衰老形式。Rajagopal的研究小組專注于一種細(xì)胞信號通路，該通路已知可調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分化的關(guān)鍵過程，其中細(xì)胞變得更加專業(yè)化并失去產(chǎn)生其他類型細(xì)胞的能力。通過TGF-β和骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)等蛋白質(zhì)激活，該途徑通過稱為SMAD的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)將信號傳遞到細(xì)胞核。

研究人員研究了抑制SMAD途徑是否可以通過預(yù)防分化來促進(jìn)培養(yǎng)的成體干細(xì)胞的擴(kuò)增。在一系列實(shí)驗(yàn)中，他們首先證實(shí)TGF-β/ BMP和SMAD信號傳導(dǎo)在分化細(xì)胞中都是有活性的但不是成體干細(xì)胞。在顯示阻斷SMAD信號傳導(dǎo)可阻止氣道干細(xì)胞與小鼠分化后，他們發(fā)現(xiàn)阻斷TGF-β和BMP途徑可使許多代氣道干細(xì)胞擴(kuò)增。他們能夠從支氣管鏡檢查期間采集的樣本中產(chǎn)生人氣道干細(xì)胞，這是一種常規(guī)用于診斷或監(jiān)測氣道疾病的程序。值得注意的是，研究人員還成功地從一些痰液樣本中產(chǎn)生和維持氣道干細(xì)胞，痰液是在咳嗽期間從呼吸道排出的液體。

“如果我們能找到誘導(dǎo)含有大量干細(xì)胞的咳嗽樣本的方法，我們的技術(shù)將代表從任何器官獲得任何干細(xì)胞的侵入性最小的方法，如果我們能夠改進(jìn)從100%獲得干細(xì)胞培養(yǎng)的方法痰標(biāo)本，我們可以在實(shí)驗(yàn)室采集樣本來研究肺病，其侵襲性低于抽血，“Rajagopal說。

“我們還發(fā)現(xiàn)，同樣的方法適用于身體的許多組織 - 從皮膚到食道到乳腺。許多這些器官組織目前無法培養(yǎng)，因此這些領(lǐng)域的科學(xué)家是否能夠進(jìn)行研究還有待觀察從其他微創(chuàng)手術(shù)獲得的樣本中生長干細(xì)胞，包括分泌物的收集。如果所有這一切成為可能，它將代表疾病的個(gè)性化醫(yī)療方法向前邁出一大步，“他說。

Rajagopal是哈佛醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)副教授，他闡述了維持和擴(kuò)大成體干細(xì)胞群的能力將改善疾病過程的模型，允許用來自個(gè)體患者的細(xì)胞篩選潛在的治療藥物，并使人類“敲除/敲入”細(xì)胞模型使用強(qiáng)大的CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)。“在許多疾病中 - 特別是肺部疾病 - 老鼠是一種非常糟糕的人類疾病模型，因此這種能力確實(shí)開辟了將人類遺傳學(xué)應(yīng)用于人類肺細(xì)胞和疾病模型的新視野。”

他補(bǔ)充說，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)該通過消除傳統(tǒng)上用于支持培養(yǎng)中的氣道干細(xì)胞的小鼠細(xì)胞引入污染物的風(fēng)險(xiǎn)來提高干細(xì)胞療法的安全性。雖然新方法通過許多代保持成體干細(xì)胞的功能，但最終它們確實(shí)開始惡化，這使得減少甚至消除這種功能喪失是下一個(gè)重要目標(biāo)。“我們有很多想法和合作，試圖找出使這些細(xì)胞近乎完美的方法，”Rajagopal說。“問題可能是遺傳或表觀遺傳，而且MGH在這兩個(gè)調(diào)查領(lǐng)域都有相當(dāng)?shù)膶I(yè)知識。”

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權(quán)行為，請第一時(shí)間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。

推薦內(nèi)容