科學(xué)家開發(fā)出新的細胞重編程過程
日期:2016-03-10 09:30:32
最近,西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院研究人員,基于以前的工作,在小鼠的胚胎中發(fā)現(xiàn)了一些細胞,這些細胞是造血干細胞或造血干細胞/祖細胞(HSPCs)的前體細胞。在以往的研究中,他們在實驗室中將小鼠皮膚細胞重編程為HSPCs。現(xiàn)在,他們已經(jīng)在小鼠胎盤和胚胎中確定了一個前體細胞,這個細胞可在實驗室內(nèi)成熟并產(chǎn)生HSPCs。他們這項研究結(jié)果,題為“Hematopoietic Reprograming In Vitro Informs in Vivo Identification of Hemogenic Precursors to Definitive Hematopoietic Stem Cells,”發(fā)表在3月7日的《Developmental Cell》雜志,表明這個重編程過程可以在血細胞發(fā)育過程中反復(fù)起作用。這些結(jié)果,可能最終促使研究人員制備出患者特異性的HSPCs,并為細胞替代療法帶來更具分化性的血液產(chǎn)品。
患有血液病(如白血病、淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤)和免疫缺陷的人,對于可移植的干細胞的需求量是巨大的。研究人員正在探索,在實驗室中產(chǎn)生大量HSPCs的方法,以及制備患者特異性HSPCs的方法。由西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院研究人員開發(fā)的重編程過程,似乎模仿了正常血細胞生成或發(fā)育造血作用——從前體細胞到最終成為HSPCs的細胞。這項技術(shù)有可能提供一種不同的干細胞來源,并緩解這個移植需求問題。
該研究小組分析了小鼠胎盤和胚胎,以探究是否存在具有類似于前體細胞表型的細胞,并證實它們可以在實驗室中成熟為HSPCs。
該研究的資深作者、西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院發(fā)育和再生生物學(xué)副教授Kateri Moore指出:“從長遠來看,為了治愈疾病,我們需要能夠移植一些東西,它們可以持續(xù)產(chǎn)生新的血細胞,而不會被病人的身體所排斥。我們對這項研究結(jié)果感到興奮。在實驗室中,這些前體細胞可以成長為可移植的HSPCs。我們的重新編程過程可以通知發(fā)育造血作用,反過來也一樣。”
該研究小組的其他成員包括發(fā)育和再生生物學(xué)教授Ihor Lemischka博士、第一作者、西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院生物學(xué)前博士后研究員Carlos-Filipe Pereira博士,目前他是科英布拉大學(xué)的助理教授。
Lemischka博士說:“直接的重編程研究可以提高再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用。許多研究人員試圖做他們在體外HSPCs制備中已經(jīng)能夠做到的事情,但是我們能夠在這個過程的基礎(chǔ)上,使這個領(lǐng)域前進一步。下一步是在人類中測試這些研究結(jié)果。”
Moore博士說:“我們的團隊已經(jīng)進行了巨大的嘗試,試圖解開這個難題,我們在造血和干細胞生物學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)有20多年的研究經(jīng)驗。我們的最終目標(biāo)是,在實驗室中制備出成血細胞,并提高患者特異性血細胞的生產(chǎn)效率。這項研究使我們更接近于實現(xiàn)這個目標(biāo)。”
近期,相繼有幾項細胞重編程研究,例如,1月13日,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的科學(xué)家們開發(fā)出了一種新方法,通過“擠壓”細胞可將它們轉(zhuǎn)變?yōu)楦杉毎?。這種方法為大規(guī)模生成醫(yī)用干細胞鋪平了道路。1月20日,Duke-NUS醫(yī)學(xué)院、Bristol大學(xué)、Monash大學(xué)和RIKEN的研究團隊開發(fā)了一個革命性的計算工具,能夠準(zhǔn)確預(yù)測將一種人類細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N類型所需的細胞因子。這項研究發(fā)表在Nature Genetics雜志上,對細胞重編程和再生醫(yī)學(xué)的進一步發(fā)展有重要意義。而在2月份,來自中國科學(xué)院動物研究所,東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的周琪,李鑫和王加強三位學(xué)者發(fā)表了題為“體細胞重編程研究進展”的綜述,分別介紹了重編程的各種方法, 探討重編程的效率及機制。
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