干細(xì)胞(Stem Cell)是一種原始未分化的細(xì)胞,,具有再生成為機(jī)體各種組織器官的潛能,。干細(xì)胞存在于許多多細(xì)胞的組織里,,能經(jīng)由有絲分裂與分化來(lái)分裂成多種的特化細(xì)胞,而且可以利用自我更新的功能來(lái)產(chǎn)生更多干細(xì)胞,。
對(duì)哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō),,干細(xì)胞分為兩大類:胚胎干細(xì)胞與成體干細(xì)胞;胚胎干細(xì)胞取自囊胚里的內(nèi)細(xì)胞團(tuán),,而成體干細(xì)胞則來(lái)自各式各樣的組織,。
20世紀(jì)60年代,研究者Ernest A. McCulloch 與 James E. Till 在多倫多大學(xué)發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞,,從此科學(xué)界便快速開(kāi)啟了對(duì)干細(xì)胞的研究之旅,。干細(xì)胞的來(lái)源很多,比如臍帶血和骨髓等,。醫(yī)學(xué)研究者認(rèn)為干細(xì)胞研究(再生醫(yī)學(xué)研究)有潛力通過(guò)用于修復(fù)特定的組織或生長(zhǎng)器官,,可以治療人類的很多疾病。
本文整理了近半年來(lái)國(guó)際著名雜志Cell,、Nature,、Science刊登的關(guān)于干細(xì)胞相關(guān)的亮點(diǎn)研究,希望通過(guò)此文的學(xué)習(xí),,讀者可以更好地把握當(dāng)前世界干細(xì)胞的研究最新進(jìn)展,。
【1】Stem Cell Reports:干細(xì)胞不均等分裂為癌癥治療提供新思路
發(fā)表在Stem Cell Reports雜志上的文章稱,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)姐妹干細(xì)胞的DNA的分子性質(zhì)有非常大的差異,。該研究表明DNA甲基化在姐妹細(xì)胞的分化中起重要作用,。
倫敦癌癥研究中心的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新型超微分離技術(shù),該技術(shù)能夠分離姐妹胚胎干細(xì)胞,??茖W(xué)家采用該技術(shù)分離了小鼠成對(duì)的姐妹干細(xì)胞,并比較了這些細(xì)胞的關(guān)鍵基因表達(dá)情況,。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在正常情況下,,成對(duì)的姐妹干細(xì)胞呈現(xiàn)出非常大的不同,表明這兩個(gè)細(xì)胞功能會(huì)出現(xiàn)多樣性,??茖W(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)DNA甲基化是引起姐妹干細(xì)胞分化的主要原因。
該文章的通訊作者,倫敦癌癥研究中心的Tomoyuki Sawado博士稱,,之前認(rèn)為胚胎干細(xì)胞分裂過(guò)程是對(duì)稱分裂,,但是我們發(fā)現(xiàn)分裂而來(lái)的姐妹細(xì)胞事實(shí)上存在諸多不同。該細(xì)胞多樣性對(duì)干細(xì)胞應(yīng)對(duì)持續(xù)變化環(huán)境是有利的,。在癌細(xì)胞中,,該性質(zhì)讓癌細(xì)胞能夠逃避治療。如果我們能夠控制使細(xì)胞產(chǎn)生多樣性的DNA甲基化過(guò)程,,就能夠更有效的治療癌癥,。
【2】中國(guó)歐洲攜手聯(lián)合推動(dòng)干細(xì)胞臨床應(yīng)用技術(shù)
自身免疫性疾病(autoimmune diseases)是指機(jī)體對(duì)自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)而導(dǎo)致自身組織損害所引起的疾病,。常見(jiàn)的自身免疫病有系統(tǒng)性紅斑狼瘡,、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、硬皮病,、甲狀腺機(jī)能亢進(jìn),、青少年糖尿病、原發(fā)性血小板紫癜,、自身免疫性溶血性貧血,、潰瘍性結(jié)腸炎以及自身免疫性肝炎、原發(fā)性膽汁性肝硬化,、多種皮膚病等等,,自從20世紀(jì)60年代初公認(rèn)存在自身免疫性疾病以來(lái),現(xiàn)已確認(rèn)屬于這種類型的疾病有40余種,。
自身免疫性疾病嚴(yán)重危害著人類健康,,成為人類的第三大致病、致死原因,,僅次于心臟病和癌癥。全球約有5%-8%的人患有自身免疫性疾病,,比如美國(guó)每年大約有25萬(wàn)人被診斷患有自身免疫性疾病,,而女性患自身免疫性疾病的可能性要高于男性,大約有3%的美國(guó)人患有自身免疫性疾病,,患者數(shù)量非常驚人,,而我國(guó)的自身免疫性疾病患者數(shù)量每年呈逐年上升的趨勢(shì)。
2013年9月24日,,首屆臨床科研領(lǐng)域自身免疫疾病的干細(xì)胞治療中歐論壇在太湖之畔——無(wú)錫隆重召開(kāi),,來(lái)自國(guó)內(nèi)外的40名多代表齊聚一堂,共同深入探討干細(xì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,、自身免疫疾病的干細(xì)胞臨床研究方案,、干細(xì)胞制品的國(guó)際化質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及中歐雙邊臨床合作等一系列關(guān)鍵問(wèn)題。
【3】EMBO J:研究人員成功從小鼠胰腺中分離培養(yǎng)干細(xì)胞
Hubrecht研究所Hans Clevers博士為首的研究團(tuán)隊(duì)使用3-D培養(yǎng)系統(tǒng),成功從小鼠胰腺中分離培養(yǎng)干細(xì)胞,。
科學(xué)家們已經(jīng)成功使得干細(xì)胞有能力發(fā)展成兩種不同類型的細(xì)胞,,來(lái)制造出一個(gè)健康的胰腺。研究結(jié)果發(fā)表在EMBO Journal雜志上,,這最終可能導(dǎo)致出現(xiàn)修復(fù)受損的β細(xì)胞或胰導(dǎo)管細(xì)胞的方法,。
細(xì)胞信號(hào)分子Wnts以及一種蛋白質(zhì)Lgr5對(duì)成熟干細(xì)胞的產(chǎn)生是必不可少的。然而,,這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和分子在成熟胰腺中處于非活動(dòng)狀態(tài),。科學(xué)家已經(jīng)找到一種方法來(lái)激活Wnt信號(hào)通路,,從小鼠中分離,、生成無(wú)限擴(kuò)張的胰腺干細(xì)胞。
通過(guò)改變生長(zhǎng)條件,,研究者可以選擇干細(xì)胞的兩種不同的命運(yùn),,生成大量生成激素的β細(xì)胞或胰管細(xì)胞。
工作人員補(bǔ)充說(shuō):這項(xiàng)工作處于一個(gè)非常早期的階段,,在這樣的方法可以用來(lái)培養(yǎng)人體細(xì)胞之前,,仍然需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。
【4】Stem Cell:研究發(fā)現(xiàn)阻礙腦卒中后神經(jīng)干細(xì)胞再生“元兇”
復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、腦科學(xué)研究院教授趙冰樵帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn),,腦內(nèi)一種名叫“caspase-3”的分子,一旦被激活,,不僅在人的腦卒中發(fā)生初期起“細(xì)胞殺手”作用,,而且在腦卒中的恢復(fù)期繼續(xù)起破壞作用;研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),,藥物可以抑制caspase-3的破壞作用,,從而促進(jìn)腦卒中后神經(jīng)干細(xì)胞的再生。目前該成果已刊登在最新一期著名學(xué)術(shù)期刊《干細(xì)胞》上,。
腦卒中造成的神經(jīng)功能障礙,,臨床上至今尚無(wú)有效治療手段。腦損傷后,,新生神經(jīng)干細(xì)胞的存活能力和形成成熟神經(jīng)細(xì)胞的能力都非常有限,。因此,腦卒中后神經(jīng)干細(xì)胞再生和分化機(jī)制研究,,以及如何促進(jìn)神經(jīng)元的有效新生,,如何重塑腦中風(fēng)后受損的神經(jīng)功能,一直是困擾腦中風(fēng)研究領(lǐng)域的重大瓶頸,。
趙冰樵團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),,caspase-3是腦內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞再生的重要抑制分子,,也是一種關(guān)鍵的導(dǎo)致正常細(xì)胞死亡的執(zhí)行因子。團(tuán)隊(duì)還研究發(fā)現(xiàn),,腦卒中雖然引起caspase-3在小鼠腦內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞中大量聚集,,即便采用多種實(shí)驗(yàn)手段,這些caspase-3也并不執(zhí)行讓細(xì)胞凋亡的功能,。他們進(jìn)一步研究證實(shí),,使用藥物可以抑制caspase-3的活性,從而促進(jìn)腦卒中后神經(jīng)干細(xì)胞的再生,,并可加快新生神經(jīng)干細(xì)胞向成熟神經(jīng)細(xì)胞即神經(jīng)元轉(zhuǎn)化,,協(xié)助腦損傷后的功能修復(fù)。