研究人員和合作者為產生最原始類型的干細胞提供了新的基準

索爾克的科學家和同事們提出了新的分子標準，用來判斷實驗室產生的干細胞在模仿人類發(fā)育的最早期胚胎細胞(被稱為幼稚干細胞)方面有多接近。這些測試發(fā)現，目前沒有任何一種方法可以培育出真正幼稚的干細胞，但這些指導方針可能有助于研究人員通過指出目前每種方法的不足之處來實現這一目標。生成原始干細胞將有利于干細胞的基礎研究和醫(yī)學應用，例如為器官替代而生長組織。

資深作者、索爾克基因組分析實驗室教授兼主任、霍華德·休斯醫(yī)學研究所研究員約瑟夫·艾克說:“這個幼稚的國家可能有更大的能力產生不同的組織類型，可能在再生醫(yī)學上有許多用途。”該研究發(fā)表在2016年7月14日的《細胞干細胞》雜志上。

盡管干細胞——有分化成其他類型細胞的潛能的細胞——存在于成人體內，但最有用的干細胞是那些存在于胚胎中的干細胞。胚胎具有多能性，幾乎可以成為人體中的任何細胞。研究人員已經開發(fā)出一種分子混合物，它可以逆轉成年細胞的時鐘，使其充當干細胞(稱為誘導多能干細胞或iPSCs)，還培養(yǎng)了直接從胚胎(ESCs)中提取的干細胞系。科學家們正在制定新的方法來誘導“啟動的”胚胎干細胞——它們更像著床后胚胎的細胞——回到過去，甚至更像那些在受精幾天后著床前胚胎中發(fā)現的幼稚干細胞。原始干細胞是一塊空白的石板，不僅是構成人體所有細胞的基礎，也是構成胎盤以支持胚胎的細胞的基礎。

“在我們看來,大部分的出版協議產生所謂的天真的干細胞并不令人信服,因為他們很像起始細胞產生細胞基因表達沒有太大的區(qū)別,“說文章的第二作者魯道夫Jaenisch懷特黑德生物醫(yī)學研究所和麻省理工學院。

Ecker與Jaenisch和其他在懷特黑德和洛桑聯邦理工學院的合作者密切合作，想看看這些旨在誘導幼稚干細胞狀態(tài)的新技術是否真的做到了這一點。他們對“啟動”細胞和ESCs進行了一系列的分子測試，這些細胞和ESCs暴露在被認為誘發(fā)幼稚的因素中。他們通過比較兩種胚胎干細胞的分子特性和胚胎發(fā)育不同階段的細胞來估計它們的狀態(tài)。

他們發(fā)現，三種主要的測試最能說明原始干細胞和其他干細胞之間的差異，讓它們沿著時間軸正確地放置ESCs的每一行。首先，他們測量了轉座子的表達水平，轉座子是一種可以在基因組中跳躍的DNA序列。他們發(fā)現，某些轉座子的表達表明了原始干細胞的存在。接下來，他們發(fā)現原始胚胎干細胞的基因組甲基化更少，甲基化是指DNA上甲基化基團的加入。然后，他們研究了女性胚胎原始細胞中X染色體的狀態(tài)，這些細胞每個都含有兩條活躍的X染色體，不像更成熟的胚胎細胞有一條X染色體沉默。

洛桑聯邦理工學院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne)的迪迪埃·特羅諾(Didier Trono)是該研究的聯合高級作者，他說，這三種測試加在一起，包含了成千上萬的基因生物標記，以表征干細胞的發(fā)育狀態(tài)。“這種類型的分析很可能成為控制干細胞質量的黃金標準，包括誘導多能干細胞，無論它們是僅用于研究還是用于臨床應用，”他說。

當用這三種測試來判斷目前實驗室中產生幼稚干細胞的方法時，每種方法都不能以不同的方式模仿幼稚胚胎細胞。例如，一項新技術使細胞擁有兩條活躍的X染色體，但與所期望的甲基化模式不匹配。

“這實際上是對現有方法的比較，對每個方法應用相同的標準，并查看每個細胞的狀態(tài)，”Ecker說。“其中一些細胞在發(fā)育過程中處于早期狀態(tài)，另一些則處于后期狀態(tài)。”

該研究的第一作者、Jaenisch實驗室的博士后Thorold Theunissen說:“我們的工作提供了一套嚴格的標準，用于比較幼稚的人類干細胞與早期人類胚胎中的同類干細胞。之前的研究主要是基于與小鼠干細胞的比較，這與人類干細胞有很大的不同。

鄭重聲明：本文版權歸原作者所有，轉載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權行為，請第一時間聯系我們修改或刪除，多謝。

推薦內容