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【行业新闻】盘点干细胞研究最新进展,你了解哪些?

 


干细胞技术在不断地发展,科学家们也在不断取得新成果,以下盘点了干细胞领域的最新进展。

Arch Toxicol:干细胞+3D打印,可用于肝脏移植


 

来自爱丁堡大学医学研究委员会(MRC)再生医学中心的科学家结合干细胞技术与3D打印技术,成功培育出了人源3D肝脏组织,并且在小鼠水平显示出治疗的潜力。科学家表示,除了为开发人体肝脏组织植入物方面进行早期的探索,这一研究还可以通过搭建平台来研究人类肝脏疾病以及实验室中的测试药物的药效,从而减少对动物研究的需求。在这项发表在《Archives of Toxicology》杂志上的研究中,科学家们采集了人类胚胎干细胞并诱导形成多能干细胞(已被诱导转变为干细胞的成体细胞),通过定向诱导形成为肝细胞。

 

科学家们与材料化学家和工程师合作,确定了已经批准用于人体的合适聚合物,以便将它们发展成3D支架。最好的材料是可生物降解的聚酯聚己内酯,它被制作成微观纤维,纤维网形成一厘米见方,毫米厚的支架。之后,将源自胚胎干细胞的肝细胞(其已在培养物中生长20天)加载到支架上并植入小鼠皮下。研究结果显示,血管能够在支架上成功生长。此外,作者并且发现小鼠的血液中含有人肝蛋白,表明组织已成功地与循环系统整合,支架未被动物的免疫系统拒绝。进一步,作者在在患有酪氨酸血症的小鼠中测试肝组织支架的效果。酪氨酸血症是一种潜在致命的遗传疾病,其中肝脏中分解氨基酸酪氨酸的酶是有缺陷的,导致有毒代谢产物的积累。

研究结果表明,植入的肝组织能够帮助酪氨酸血症的小鼠分解酪氨酸。与接受空支架的对照组中的小鼠相比,移植有3D打印肝脏组织的小鼠体重减轻,血液中毒素积累较少,并且肝损伤迹象较少。
 

Nat Methods:突破!

新技术通过干细胞快速有效生长出脑细胞



近日来自瑞典隆德大学医学系等机构的研究人员发现人多功能干细胞表达转录因子SOX9和NFIB后,可以快速而有效地产生均质的诱导星形胶质细胞群体。相关研究成果于近日发表在《Nature Methods》上,题为“Rapid and efficient induction of functional astrocytes from human pluripotent stem cells”。

研究人员在实验中发现这些细胞展现出和成年人星形胶质细胞很相似的分子和功能性质,因此被认为适合用于相关疾病模型。

总体而言,该研究提供了一种在健康和疾病状态下研究人星形胶质细胞的新方法,为相关疾病研究带来了新希望。
 

Cell Stem Cell:一种关键的转录因子或能促进干细胞分化形成心血管系统和肌肉骨骼系统



在很多研究中,研究人员都想发现一种单一的转录因子来诱导中胚层的形成,中胚层是胚胎发育的早期阶段,如果没有来自其它细胞蛋白的帮助,研究人员或许就无法诱导中胚层的形成。近日,一项刊登在国际杂志Cell Stem Cell上的研究报告中,是来自日本筑波大学的科学家们发表,文章中,他们对50多种转录因子进行了筛选,最终发现名为Tbx6的转录因子或能在人工培养的干细胞中单独刺激中胚胎的形成,同时其还能促进干细胞转变成为心血管细胞或肌肉骨骼细胞。

研究者Masaki Ieda表示,我们都知道,在肌肉骨骼组织形成过程中Tbx6因子处于活性状态,Tbx6突变的小鼠能以肌肉骨骼组织为代价来生产异位神经管组织,但我们并不清楚在早期/新生中胚层和中胚层衍生物(包括心血管系统等)中Tbx6的表达和功能;随后研究人员通过研究很惊讶地发现,Tbx6在由诱导多能干细胞衍生的中胚层的形成过程中扮演着非常广泛的角色。

这项研究中,研究者发现,短暂产生的Tbx6能够促进产生心血管细胞的中胚层的形成,而且Tbx6的持续性表达会抑制形成心血管的中胚层,反而会促进产生肌肉骨骼细胞的中胚层组织的形成。研究者Ieda解释道,我们的研究揭示了早期Tbx6表达和心血管谱系分化之间的关联,而且本文研究结果或能改变当前科学家们对于机体发育过程中谱系分化的观点和看法;更重要的是,Tbx6在中胚层和心血管系统分化过程中的功能在低等动物和哺乳动物机体中是保守的,因此本文研究结果对于再生医学领域的相关研究具有非常广泛的应用意义。 
 

Nat Methods:利用人多能性干细胞产生脊髓神经干细胞



在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报道,他们利用人多能性干细胞(hPSC)成功地产生脊髓神经干细胞(NSC)。这些脊髓神经干细胞分化为不同的能够在整个脊髓中扩散的细胞群体,而且能够在很长的一段时间内加以维持。相关研究结果于2018年8月6日在线发表在Nature Methods期刊上,论文标题为“Generation and post-injury integration of human spinal cord neural stem cells”。

 

在这项新的研究中,在将体外培养的源自hPSC的脊髓神经干细胞移植到受损的大鼠脊髓中之后,这些研究人员注意到这些移植物富含兴奋性神经元,让大量的轴突长距离延伸,让它们形成的靶结构接受神经支配,并且能够实现强健的皮质脊髓再生。

Kumamaru说,“我们建立了一种规模可放大的人脊髓神经干细胞(包括所有脊髓神经元祖细胞类型)来源。在移植物中,这些细胞能够在从背侧到腹侧的整个脊髓中发现。在成年大鼠遭受脊髓损伤后,它们促进包括皮质脊髓轴突在内的再生。皮质脊髓轴突对人类自主运动功能是非常重要的,而在大鼠中,它们促进功能恢复。”
 

Nature:重磅!揭示导致慢性鼻窦炎的细胞元凶


图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0449-8

 

慢性鼻窦炎(chronic rhinosinusitis)不同于季节性过敏。它导致长达数月至数年的鼻窦发炎和肿胀,从而产生呼吸困难和其他症状,这会让患者感到痛苦。在某些人中,慢性鼻窦炎也会产生称为鼻息肉(nasal polyp)的组织生长物,而且当病情严重时,这种鼻息肉必须通过外科手术加以切除。

 

在一项新的研究中,通过对来自人类患者的数千个单细胞进行全基因组分析,来自美国麻省理工学院和布莱根妇女医院的研究人员在慢性鼻窦炎期间构建出人类屏障组织的首个全局细胞图谱。对这些数据的分析使得他们提出了一种可能解释着是什么维持着慢性鼻窦炎的新机制。

在这项最新的研究中,这些研究人员将这种技术应用于来自慢性鼻窦炎患者的上呼吸道细胞,并猜测这些上皮细胞内的不同基因表达模式可能揭示出为什么有些患者会产生鼻息肉,而其他的患者则不会产生鼻息肉。

这种分析揭示出来自产生和不产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者的基底上皮细胞(一种组织干细胞)中的基因表达存在着显著差异。在不产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者和健康人中,这些细胞通常形成平坦的覆盖着鼻腔内部的基底组织层。在产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者中,这些细胞开始堆积并形成较厚的组织层而不是分化成宿主防御所需的上皮细胞亚群。

数十年来,科学家们已通过组织学实验观察到这种类型的组织异常,但是这项新研究揭示出来自产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者的基底细胞已开启一种特定的基因表达程序,这解释了它们的分化轨迹受到沉默。这种程序似乎由IL-4和IL-13直接维持,其中已知IL-4和IL-13是在病理水平时过量产生的促进过敏性炎症产生的免疫应答细胞因子。 

这些研究人员发现,这些基底细胞也保留了它们接触IL-4和IL-13的“记忆”:当他们移除非鼻息肉组织和鼻息肉组织中的基底细胞时,在相同的条件下培养它们一个月,然后让它们接触IL-4和IL-13,结果发现来自产生息肉的慢性鼻窦炎患者的未受刺激的基底细胞已表达许多在未产生息肉的慢性鼻窦炎患者中经诱导后表达的基因。在IL-4和IL-13响应性记忆信号中,其中就包括来自一种控制细胞分化的称为Wnt的细胞信号转导通路的基因。

这些研究结果提示出阻断IL-4和IL-13作用的努力可能是尝试治疗慢性鼻窦炎的一种好方法。针对这种假设,这些研究人员使用阻断这两种细胞因子的一种相同受体的抗体进行验证。这种抗体已被批准用于治疗湿疹,并且正在进一步测试它的其他用途。这些研究人员分析了从一名产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者在接受这种抗体治疗之前和之后获取的基底细胞中表达的基因。他们发现IL-4和IL-13激活的大多数基因(但不是全部基因)已恢复到正常的表达水平。这提示着阻断IL-4和IL-13有助于将基底细胞和分泌细胞恢复到一种更健康的状态,但是仍然存在着某种残留的遗传特征。

 

来源:生物谷