近期干細胞領域突破性研究進展小結

　　威正翔禹生物為您整理了近期干細胞領域的突破性研究進展，分享給各位，同各位一起深入學習！

　　【1】Nature：重磅！利用血管內皮細胞制造出功能性的造血干細胞

　　doi：10.1038/nature22326

　　在一項新的研究中，來自美國威爾康奈爾醫學院的研究人員開發出一種創新性方法：利用容易獲得的血管內壁細胞無限制地供應健康的血細胞。相關研究結果于2017年5月17日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Conversion of adult endothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells”。

　　論文通信作者、威爾康奈爾醫學院安沙瑞干細胞研究所主任Shahin Rafii博士說，“這是一項改變游戲規則的突破，不僅讓治療血液疾病更接近一步，而且也揭示干細胞自我更新機制的復雜生物學性質。”

　　長期存活的造血干細胞（HSC）能夠分化為所有類型的血細胞：白細胞、紅細胞和血小板。幾十億個循環流通的血細胞并不會在體內長期地存活，因而必須得到持續補充。當這沒有發生時，貧血、流血或危及生命的感染等嚴重性血液疾病就會發生。HSC的一種特殊的性質是它們也能夠“自我更新”形成更多的HSC。這種性質允許僅幾千個HSC產生一個人一生當中所需的所有血細胞。 科學家們長期以來希望找到一種方法讓身體產生健康的HSC以便治愈這些血液疾病。但是在此之前，還沒有人做到這一點，這部分是因為科學家們不能夠設計出一種培育環境。僅在這種環境中，干細胞才能夠轉化為新的可長期存活的細胞。

　　【2】Nature：里程碑突破！**在實驗室利用人多能性干細胞制造出造血干細胞

　　doi：10.1038/nature22370

　　在一項新的研究中，來自美國波士頓兒童醫院等研究機構的研究人員**在實驗室中利用能夠產生體內幾乎任何一種細胞類型的多能性干細胞制造出人造血干細胞。這一進展為研究血液疾病的根本原因和利用病人自己的細胞產生用于治療目的的免疫匹配性血細胞開辟新的途徑。相關研究結果于2017年5月17日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells”。

　　論文通信作者、波士頓兒童醫院干細胞移植項目主任George Daley博士說，“我們非常接近于在培養皿中產生真正的人造血干細胞。這項研究是20多年努力的結果。”

　　盡管利用這些多能性干細胞制造出的細胞是真正的造血干細胞和其他的細胞（即造血祖細胞）的混合物，但是當移植到小鼠體內時，它們能夠產生多種類型的人血細胞。

　　論文**作者、Daley實驗室博士后研究員Ryohichi Sugimura博士說，“這一方法為獲取血液遺傳病患者的細胞、利用基因編輯校正他們的基因缺陷和產生功能性的血細胞提供機會。這也讓我們有潛力通過獲取來自萬能供血者的細胞無限制地供應造血干細胞和血液。對需要輸血的患者而言，這可能潛在地提高血液供應。”

　　【3】Cell Stem Cell：科學家開發出新型組合療法成功追蹤干細胞成熟的過程及機制

　　doi： 10.1016/j.stem.2017.04.003

　　成體干細胞能夠轉化成為許多類型的細胞，但研究人員卻很難在活體動物體內成功追蹤單一干細胞成熟的路徑，并且鑒別出誘發重大命運決策的分子，近日來自加利福尼亞大學的研究人員通過將單細胞RNA測序技術同詳細的統計分析相結合后，很容易地就對對鼻子中的單一干細胞成功地進行了追蹤，未來科學家們或許有望幫助恢復嗅覺缺失患者的嗅覺，相關研究刊登于國際雜志Cell Stem Cell上。

　　研究者John Ngai教授表示，干細胞的任務是雙重的，隨著時間替換或者重建成熟細胞，也就是正常老化以及損傷的細胞，從而來維持機體的正常的生命活動過程；目前我們即將能夠理解嗅覺干細胞產生成熟感覺神經元的機制，這對于開發干細胞療法來治療疾病或許意義重大。目前在50歲以上的人群中，大約有四分之一人群都患有嗅覺缺失的疾病，然而研究人員并不清楚引發嗅覺缺失的原因，當然也并沒有療法有效治療這種疾病，甚至都沒有能夠對患者進行診斷的標準測試手段。

　　【4】Stem Cells   Dev：重磅！**在腦卒中后的人類大腦中發現缺血誘導性多能干細胞的存在

　　doi：10.1089/scd.2016.0334

　　最近，發表在國際雜志Stem Cells and Development上的一篇題為“Identification of Multipotent Stem Cells in Human Brain Tissue Following Stroke”的研究報告中，來自日本兵庫醫科大學的研究人員通過研究發現，在人類大腦經歷中風誘導的缺血性損傷后，機體中就會產生特殊的干細胞進行分化成熟并且形成神經元細胞，來幫助修復大腦的損傷。

　　本文研究中，研究者**在腦卒中患者進行治療期間所移除的大腦組織中發現了缺血誘導干細胞的存在（iSCs）。研究者Kotaro Tatebayashi等人也**在臨床報告中描述了他們如何在腦卒中患者大腦中分離到缺血誘導干細胞；這些干細胞位于包含神經元的大腦區域的血管附近，其往往會因為中風相關的大腦缺氧而死亡。

　　【5】Cell：北大學者利用一種化學混合物讓多能性干細胞具備全能性

　　doi：10.1016/j.cell.2017.02.005

　　當科學家們談論實驗室干細胞是全能性還是多能性時，他們的意思是這些干細胞如胚胎那樣有潛力產生體內的任何組織。然而，全能性干細胞（totipotent stem cell）與多能性干細胞（pluripotent stem cell， PSC）的差別在于前者能夠產生支持胚胎的組織，如胎盤。這些組織被稱作胚外組織（extra-embryonic tissue），在發育和健康生長中發揮著至關重要的作用。

　　如今，在一項新的研究中，來自中國北京大學和美國沙克研究所的研究人員發現一種化學混合物能夠讓體外培養的小鼠PSC和人PSC做到這一點：產生胚胎組織和胚外組織。他們的方法可能對哺乳動物發育提供新的見解，也有助更好地建立疾病模型，開發藥物，甚至實現組織再生。這種新的方法有望特別適合于為影響胚胎著床和胎盤功能的早期發育過程和疾病建立模型，并且可能為改進體外受精技術鋪平道路。相關研究結果發表在2017年4月6日的Cell期刊上，論文標題為“Derivation of Pluripotent Stem Cells with In Vivo Embryonic and Extraembryonic Potency”。論文通信作者為北京大學鄧宏魁教授、北京大學人民醫院生殖中心沈浣教授和沙克研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte教授。

　　【6】Nat Commun：永生化干細胞將為我們提供源源不斷的血液

　　doi：10.1038/ncomms14750

　　研究者們最近開發出了一種永生化的干細胞系，這種細胞系能夠幫助無限制地生產血紅細胞以供使用。

　　如果這些人工化的血紅細胞能夠進入臨床階段，那么它將會比目前使用的，來自于捐獻者的血紅細胞產品更加有效；另外，這一技術也能夠滿足稀有血紅細胞類型的患者的需求。

　　這一想法并不是僅僅利用永生化的干細胞代替供體的血細胞，對于常規的血液傳輸來說，捐獻者的血液依舊十分重要。然而，從供體的血液中富集血紅細胞十分困難，1500萬毫升的血液才能夠勉強滿足患者的需求，尤其對于患有鐮刀型紅細胞貧血癥患者來說尤為如此。

　　過去，研究者們曾經嘗試利用捐獻者的干細胞直接轉化為成熟的血紅細胞以備使用。這一技術確實能夠使用，但效率極低。

　　【7】PLoS Biol：重磅級研究！科學家成功解析機體控制干細胞分化的精細分子機制

　　DOI：10.1371/journal.pbio.2000640

　　干細胞是一種能夠產生人類機體中任何一種細胞類型的非特化細胞，然而截至目前為止，科學家們并不是非常清楚機體是如何控制干細胞的，同時研究者也并未完全闡明什么樣的因素能夠決定干細胞的分化，比如分化成為血液細胞、肝臟或者神經細胞等，近日來自盧森堡大學等機構的研究人員通過研究鑒別出了機體調節祖細胞轉化成為紅細胞和白細胞的分子機制，相關研究刊登于國際雜志PLoS Biology上，該研究或為后期科學家們開發出新型的干細胞療法提供希望。

　　盡管機體中所有的細胞都攜帶有相同的遺傳圖譜（DNA），但有些細胞卻扮演著紅細胞和骨細胞的角色，有些細胞則作為神經或皮膚細胞發揮功能，如今研究人員清楚知曉單個細胞的作用機制，但有機體是如何在相同的遺傳模板下制造具有多樣性的細胞，而且機體又是如何將這些細胞放置在所需要的位置的，研究者卻并不清楚。

　　【8】Nat Cell Biol：研究揭示造血干細胞的形成過程！

　　doi：10.1038/ncb3508

　　像私人偵探一樣，St. Jude兒童研究醫院的研究人員使用視頻監控工具發現了促進血細胞發育的細胞。這項發現為在實驗室創造造血干細胞提供了線索，最終可能有助于改善骨髓移植現狀。

　　“這項研究可能為干細胞生物學和血液發育學研究提供了新途徑，也為實驗室骨髓干細胞移植提供了線索。”St. Jude兒童研究醫院血液科助理研究員、論文通訊作者Wilson Clements博士說道。這項研究于近日發表在Nature Cell Biology上。

　　造血干細胞可以產生體內任何種類的血細胞。它還被用于移植治療白血病等癌癥及其他血液疾病，它還開始用于基因治療領域。但是缺乏合適的供體使得造血干細胞移植數量有限，同時在實驗室中使用多能干細胞造血的努力一直沒有成功。

　　所有的造血干細胞在出生前形成，來源于發育中的動脈血管內壁的某些內皮細胞。但是這個過程并沒有完全研究清楚。

　　【9】Cell Rep：科學家成功將干細胞轉化成為用于產生骨骼肌等組織的前體細胞

　　doi：10.1016/j.celrep.2017.01.040

　　近日，一項刊登在國際雜志Cell Reports上的研究報告中，來自加州大學洛杉磯分校的研究人員通過研究發現，將參與機體發育的信號分子（特殊蛋白）同人類干細胞進行合適混合就能夠誘導人類干細胞成為體節樣（somites）的細胞，在發育的胚胎中，這些體節細胞就能夠產生骨骼肌、骨質組織以及軟骨組織；在實驗室中，這些在培養皿中生長的體節細胞就有潛力生長成為上述類型的細胞。

　　多能干細胞能夠在機體中轉化成為任何一種類型的細胞，但研究人員想通過嘗試來引導這些干細胞產生特定的組織，比如肌肉組織等；在發育的人類胚胎中，肌細胞同脊椎和肋骨的骨質及軟骨一樣，都源于名為體節的細胞簇。研究人員通過研究闡明了體節在動物機體的發育機制，同時他們鑒別出了一種對體節發育非常重要的特殊分子，但當研究人員嘗試利用這些分子來誘導人類干細胞產生體節細胞時，整個過程并沒有表現出一定效力。

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　　【10】Cell：深入認識誘導性多能干細胞產生過程

　　doi：10.1016/j.cell.2017.01.004

　　在一項新的研究中，來自美國加州大學洛杉磯分校伊萊和伊迪特-布羅德再生醫學與干細胞研究中心的研究人員證實特定蛋白如何能夠改變皮膚細胞的身份或者說細胞特征，和產生誘導性多能干細胞（iPS細胞）。ips細胞能夠轉化為體內任何一種細胞類型。這項研究可能影響治愈疾病的健康組織形成。相關研究結果發表在2017年1月26日那期Cell期刊上，論文標題為“Cooperative Binding of Transcription Factors Orchestrates Reprogramming”。

　　iPS細胞是在10年前**被制造出來的：當時科學家證實皮膚細胞或血細胞等組織特異性細胞能夠從人體中提取出來，經重編程后返回到一種多能性狀態。這些多能性細胞隨后能夠轉化為人體內任何一種細胞類型。鑒于ips細胞是利用病人自己的細胞制造出來的，它們在遺傳上與病人完美匹配，因此有巨大潛力用于制造健康的病人特異性的組織和細胞，從而可能能夠在不存在免疫排斥的情形下治療或逆轉疾病。

　　文章來源：生物谷