9月中下旬干细胞研究成果要览

时间:2007年9月29日
来源:生物通

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9月中下旬以来,世界各地的研究人员在干细胞研究领域取得了多想令人注目的成果。

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生物通综合:9月中下旬以来,世界各地的研究人员在干细胞研究领域取得了多想令人注目的成果。

 

英首次将干细胞培育的肺泡细胞植入实验鼠肺部

 

英国研究人员最近首次将用实验鼠胚胎干细胞培育成的肺泡细胞注入鼠体内,而且这些细胞都在老鼠肺部“定居”。这一成果为将来人类治疗肺病提供了新思路。

  据《新科学家》杂志9月26日报道,伦敦帝国理工学院研究人员西莱·拉内和同事在实验中,把用实验鼠胚胎干细胞培育成的肺泡细胞注入实验鼠的尾部静脉血管。这些肺泡细胞在两天内成功“迁徙”到了实验鼠肺部。

   英国研究人员表示,如果类似实验能在人类身上取得成功,就会给那些肺部受损的患者带来新的疗法,取代技术上比较困难且价格昂贵的肺移植手术。不过,研究人员也承认,在用于人类肺病治疗前,还有许多难题需要克服,至少需要进一步研究证实这种细胞不会扩散、不会变成致癌细胞。

 

《自然》:从小鼠睾丸获干细胞的新方法

 

美国科学家最近在制备干细胞方面取得了突破性进展,他们诱导小鼠睾丸中的一种精原干细胞SPC(spermatogonial progenitor cells)改变其精子发生的发育方向,形成了所谓的“多能成体精原干细胞”(multi-potent adult spermatogonial-derived stem cells,简称MASCs)。这一成果有望使科学家绕过颇受争议的胚胎干细胞,方便地获得充足的成体干细胞,以便用于组织修复和糖尿病、帕金森症等疾病的治疗。相关论文发表在9月20日的《自然》杂志上。

 

2006年3月,德国科学家在《自然》上报告称,他们能够在很短的数周内将成年鼠睾丸内的部分细胞转变成为“多能成体生殖干细胞”,而且它们十分类似于胚胎干细胞。而新的研究则是为了验证长期培养的高度增殖睾丸细胞能否形成类似的干细胞。

 

领导最新研究的美国康奈尔大学Weill医学院的Shahin Rafii表示,“最新研究真正新颖的地方在于,这些SPCs不需要进行基因操控,就能够形成具有多能性的成体干细胞。”之前的一些研究通过对一些结缔组织细胞进行基因操控,重组出具有干细胞潜能的成体细胞。不过,这种称为“诱导多能性”(induced pluripotency)的基因重组方法在产生干细胞的同时,也会增加恶性细胞产生的风险。

 

在新研究中,论文第一作者、美国霍华德休斯医学院的Marco Seandel等人利用一个特殊的表达标记GPR125来区分出SPCs,这在此前的研究中是很少有的。同时,研究人员为这些细胞创造了完美的体外生物化学培养环境,包括特别的饲养细胞(feeder cell)以及生长因子,为的就是让SPCs能够摆脱产生精子的发育方向,向多能性目标前进。

 

进一步的研究表明,这些MASCs能够发展成为内皮细胞和组织(比如血管)、心脏细胞以及脑细胞等多种细胞类型。

 


《干细胞》:大脑干细胞移植新发现

在新一期的《Stem Cell》杂志上,来自瑞典哥德堡大学健康科学研究院(The Sahlgrenska Academy)大脑修复与复原中心的研究人员发现,如果一种叫做星型胶质细胞的脑细胞不被激活,那么植入鼠脑的干细胞就能够产生更多、更成熟的神经细胞。这一重要发现是干细胞研究领域的一项重大进步。

目前,给大脑植入干细胞和激活人体自身干细胞是对治疗多种神经紊乱疾病很有前景的治疗方法。

星形胶质细胞(astrocyte)是胶质细胞中最大的一种,占全部胶质细胞的20%。该研究组之前的研究发现星细胞活动减少会导致大脑受损部位的复原时间延长,但是神经纤维的再生和神经细胞的神经键却能增强。当细胞被植入到视网膜时星细胞活动的减少也会产生好的结果。

当干细胞被植入大脑时,星细胞被激活,这对于干细胞的发展有消极影响。在这项新的研究中,研究人员使用了一种基因改造小鼠模型。这种小鼠的星细胞不能生产胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和波形蛋白(vimentin),因此其星细胞被激活的能力有限。

 接着,他们将干细胞移植到基因改造小鼠的大脑海马体中。研究显示当神经干细胞与这些改良的星细胞培养时,新增了65%的神经细胞,同时新的星细胞的形成增加124%,而且新生的神经细胞比正常鼠的神经细胞要更加成熟。

 

中法合作进行肿瘤干细胞研究

2007年9月14日,法国最大的制药企业赛诺非-安万特与中国医学科学院天津血液病研究所签订了合作协议,共同研究癌症干细胞。两个机构将合作分离急性髓性白血病患者的干细胞,研发特异的单克隆抗体,从而发发白血病新的疗法。

塞诺费此举进一步反映了我国药物市场的重要性,预计到2010年,我国药物销售额将从2005年的130亿美元增长至250亿美元,成为继美国、欧洲、北美和日本之后的第五大药物市场。

中国医学科学院副院长、分子肿瘤学家詹启敏教授说:中国将积极鼓励更多这样的合作。实际上,塞诺非-安万特是全球主要新药开发商中最后一个与我国研究机构联合研发新药的,其他如诺华、辉瑞、阿斯利康、葛兰素和罗氏等均已与我国有实质性的合作,逐渐使我国成为临床研究、新药研发、生产和销售的中心。这也反映了我国知识产权保护情况在改进。

石艳红《PNAS》文章聚焦神经干细胞

 

9月14日的《PNAS》网站上公示了来自美国加州贝克曼City of Hope研究所的华裔神经学副教授石艳红(Yanhong Shi,音译)领导的研究组的一项有关神经干细胞的最新研究进展。

 

TLX是一种对神经干细胞的增殖和自我更新至关重要的转录因子。但是到目前为止,TLX介导的神经干细胞增殖和自我更新分子机制还基本不清楚。

 

在这项新的研究中,研究人员证实TLX将组蛋白乙酰基转移酶(HDAC)召集导它的下游靶标基因,以抑制它们的转录,进而调节神经干细胞的增殖。

 

TLX能感与神经干细胞中的HDAC3和HDAC5相互作用。HDAC5相互作用区位于TLX残基959-385,该区域含有一个保守的核受体——coregulator interaction motif IXXLL。HDAC3和HDAC5都被召集导到了TLX靶标基因的启动子位置。HDAC的召集导致TLX靶标基因、cyclin-dependent激酶抑制剂p21CIP1/WAF1(p21)和肿瘤抑制基因pten的转录抑制。

 

HDAC活性抑制或HDAC表达的敲除导致p21和pten基因表达的激活,并且明显降低了神经干细胞的增殖水平——这意味着TLX相互作用HDAC在神经干细胞增殖过程中起到一个关键作用。

 

而且,一个TLX肽(含有最小HDAC5相互作用区域)能干扰TLX-HDAC5相互作用。这种相互作用的干扰导致p21和pten基因表达的显著活化,并导致神经干细胞增殖的明显抑制。

 

这些新发现证实神经干细胞通过利用TLX-HDAC相互作用来对p21和pten基因表达进行转录抑制的细胞增殖机制。

 

新发明将干细胞研究送入“快车道”

 

Rensselaer Polytechnic Institute的工程师开发出有助于解决干细胞研究遇到的两个主要障碍的工具。放缓干细胞研究进程的这两个问题是如何快速检测干细胞对不停药物或基因的反应,以及如何创造出大量健康的活干细胞用于研究。

研究人员开发出能在一根标准的微小玻璃片上研究数百万干细胞的方法。这些技术使成千上万的个体干细胞在一根小的设备上进行平行实验。

 

Rensselaer的两个研究组利用芯片开放出缩微的干细胞实验室。利用这种技术,研究人员能够在一个玻片上对材料或细胞进行高通量分析。这两个研究组都分别开发出了独立的专门的芯片平台。

 

Jonathan Dordick领导的研究队伍开发的平台能够同感揭示不同分子如何协助或阻碍干细胞功能来加速药物发现过程。他们的研究结果在8月19日的第234届美国化学学会年会上公布。

 

Ravi Kane教授领导的研究组则开发出一种能够使研究人员快速了解不停基因如何影响干细胞功能或发育的平台。他们的研究论文将发表在新一期的Stem Cell杂志上。
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