细胞治疗

科学家成功地将人类多功能干细胞“重置”到完全原始状态

字号+作者:生物大神 来源:太子阁健康网 2019-07-02 16:20 我要评论() 收藏成功收藏本文

  一项最新发表的研究详细描述了科学家如何成功地将人类多功能干细胞“重置”到完全原始状态。'...

  一项最新发表的研究详细描述了科学家如何成功地将人类多功能干细胞“重置”到完全原始状态。

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  EMBL-EBI的研究人员成功地将人类多能干细胞“重置”到完全原始状态,使其处于最大发育潜力的状态,从而解决了干细胞生物学领域的一个长期挑战。这项发表在《细胞》杂志上的研究由英国、德国和日本的科学家参与,由EMBL-EBI和剑桥大学共同领导。

  胚胎干细胞起源于早期发育阶段,能够分化成任何类型的细胞。到目前为止,科学家们只能将“成年”人类细胞(例如,肝、肺或皮肤)转化为多能干细胞,这些干细胞的性质略有不同,容易变成某些类型的细胞。真正的胚胎干细胞只从小鼠和大鼠身上提取。

  EMBL-EBI研究小组组长、该研究的资深作者保罗•贝尔托内博士表示:“将小鼠细胞完全还原为‘空白石板’已成为一种惯例,但事实证明,生成同等的幼稚人类细胞系更具挑战性。”“人类多能细胞类似于一种细胞类型,在胚胎植入子宫后,这种细胞在哺乳动物的发育过程中出现得稍晚一些。”

  在这一点上,基因表达的细微变化开始影响细胞,然后被认为是“启动”到一个特定的谱系。虽然多能性人类细胞可以从体外受精(IVF)胚胎中培养出来,但到目前为止还没有人的细胞可以与从小鼠身上获得的细胞相比。

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  保罗解释说:“多年来,人们一直认为我们可能错过了原始人类细胞被捕获的发育窗口,或者没有找到合适的生长条件。”“但是随着iPS细胞技术的出现,如果这种状态存在于灵长类动物中,那么就有可能将特殊的人类细胞恢复到早期状态,而不管它们的起源。”

  科学家们采用了一种新的方法,用重编程的方法来表达两种不同的基因,NANOG和KLF2,它们可以重置细胞。然后他们通过抑制特定的生物途径来无限期地维持细胞。由此产生的细胞能够分化成任何成年细胞类型,并且在基因上是正常的。

  实验工作与计算分析相结合。

  保罗解释说:“我们需要了解这些细胞在已经产生的人类和小鼠多能细胞谱系中的位置。”“我们与EMBL基因组学核心设施合作,为我们探索的所有条件提供全面的转录数据。然后,我们可以将重置的人类细胞与真正的老鼠胚胎干细胞进行比较,确实,我们发现它们有很多相似之处。”

  与巴伯拉罕研究所的Wolf Reik教授一起,研究人员还表明,DNA甲基化(影响基因表达的生化标记)在基因组的大部分被抹去,这表明重置细胞不受它们所能产生的细胞类型的限制。在这种更宽容的状态下,细胞不再保留它们以前血统的记忆,而是恢复为一块空白的石板,具有无限制的潜能成为任何成年细胞。

  打开干细胞治疗的潜力

  这项研究是与Wellcome Trust-Medical research Council干细胞研究所所长Austin Smith教授合作完成的。

  史密斯教授说:“我们的研究结果表明,人类细胞有可能通过倒转时钟来实现真正的基态多能性。”“这些细胞可能代表着人类胚胎组织形成的真正起点。我们希望随着时间的推移,它们能让我们解开早期发育的基础生物学,而这是不可能直接在人身上研究的。”

  这一发现为生产用于转化医学的优质患者材料铺平了道路。重置细胞标志着人类干细胞应用的重大进展,例如对病人特定细胞的药物筛选,并有望为再生组织移植提供可靠的特殊细胞类型来源。

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