新的干細胞可能會克服再生醫(yī)學的障礙
索爾克研究所的科學家們發(fā)現(xiàn)了一種新型多功能干細胞,這種細胞可以發(fā)育成任何類型的組織,其特性與它們在發(fā)育胚胎中的位置有關(guān)。這與傳統(tǒng)用于科學研究的干細胞形成了鮮明的對比,后者的特點是發(fā)育的時間階段相關(guān)。
發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上的這篇論文中,科學家們報告稱,他們利用這些新的干細胞開發(fā)出了第一種可靠的方法,可以在實驗室培養(yǎng)皿中將人類干細胞整合到無法存活的小鼠胚胎中,從而使人類細胞開始分化為早期組織。
Salk教授Juan Carlos Izpisua Belmonte說:“我們發(fā)現(xiàn)的區(qū)域特異性細胞可以在實驗室中為研究發(fā)育、進化和疾病提供巨大的優(yōu)勢,并可能為產(chǎn)生新的治療方法提供途徑。”
研究人員將這種新型細胞命名為“區(qū)域選擇性多功能干細胞”,簡稱rsPSCs。與傳統(tǒng)的人類多功能干細胞相比,rsPSCs在實驗室中更容易生長,在大規(guī)模生產(chǎn)和基因編輯(改變細胞DNA)方面具有優(yōu)勢,這兩種特性都是細胞替代療法的理想特征。
為了制造這些細胞,索爾克的科學家們開發(fā)了一種化學信號的組合,可以在實驗室培養(yǎng)皿中引導人類干細胞向空間定向。
然后,他們將空間定向的人類干細胞(human rsPSCs)插入部分解剖的小鼠胚胎的特定區(qū)域,并在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)36小時。此外,他們還將傳統(tǒng)方法培養(yǎng)的人類干細胞植入人體,以便將現(xiàn)有技術(shù)與新技術(shù)進行比較。
通過常規(guī)方法獲得的人類干細胞未能整合到修飾后的胚胎中,而人類rsPSCs開始發(fā)育為早期組織。早期胚胎的這個區(qū)域的細胞發(fā)生動態(tài)變化,產(chǎn)生身體的所有細胞、組織和器官。事實上,人類rsPSCs在早期發(fā)育過程中就開始分化為三種主要的細胞層,即外胚層、中胚層和內(nèi)胚層。索爾克的研究人員阻止了細胞的進一步分化,但是每個生殖層理論上都能產(chǎn)生特定的組織和器官。
合作實驗室的索爾克教授約瑟夫·??撕桶瑐?bull;Saghatelian的Izpisua Belmonte團隊執(zhí)行廣泛的描述的新細胞,發(fā)現(xiàn)rsPSCs顯示不同的分子和代謝特征以及小說后生簽名,化學模式修改DNA控制哪些基因開啟或關(guān)閉而不改變DNA序列。
“該地區(qū)的公立laboratory-cultured這些干細胞是完全新穎的干細胞并提供重要的見解如何分化成人類干細胞衍生品產(chǎn)生廣泛的組織和器官,”吳小君說,博士后研究員Izpisua Belmonte的實驗室和新論文的第一作者。“我們不僅需要考慮時間,還需要考慮干細胞的空間特性。了解干細胞特性的兩個方面對于再生醫(yī)學中產(chǎn)生功能細胞和成熟細胞類型都是至關(guān)重要的。
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