Cell子刊:CRISPR揭示基因開關(guān)在人胚胎干細(xì)胞中的作用
日期:2016-12-09 08:50:53
再生醫(yī)學(xué)旨在通過細(xì)胞移植替換人體內(nèi)受損的細(xì)胞、組織和器官,是一個(gè)發(fā)展迅速的新興領(lǐng)域。胚胎干細(xì)胞(ESC)能夠形成胎兒體內(nèi)所有類型的細(xì)胞、組織和器官,被視為細(xì)胞治療的寶貴資源。
Babraham研究所的科學(xué)家們對(duì)人類胚胎干細(xì)胞進(jìn)行研究,揭示了一個(gè)重要分子開關(guān)所起的作用。這項(xiàng)研究發(fā)表在Cell Reports雜志上,有助于更有效地推動(dòng)干細(xì)胞分化,促進(jìn)再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。
在胚胎發(fā)育中,干細(xì)胞特化受到了嚴(yán)格的調(diào)控。蛋白復(fù)合體PRC2就是一個(gè)主要的調(diào)控途徑,確保細(xì)胞在正確的時(shí)間啟動(dòng)正確的基因。此前研究顯示,PRC2控制基因活性是果蠅和小鼠發(fā)育所必需的。但人們還不清楚PRC2在人類發(fā)育中扮演著什么樣的角色。
研究人員用CRISPR基因編輯技術(shù)從人類胚胎干細(xì)胞刪除PRC2。缺乏PRC2導(dǎo)致細(xì)胞啟動(dòng)了許多平時(shí)不活躍的基因。有趣的是,這組基因在胚胎發(fā)育形成特化細(xì)胞的時(shí)候有重要作用。由此可見,在人類發(fā)育初期使這些特化基因保持關(guān)閉是PRC2的一個(gè)主要功能。研究顯示,當(dāng)這組基因異常啟動(dòng)的時(shí)候,胚胎干細(xì)胞的質(zhì)量和穩(wěn)定性都會(huì)受到影響。這樣的改變導(dǎo)致缺乏PRC2的胚胎干細(xì)胞無法正確特化為成熟細(xì)胞。
前不久,Cincinnati兒童醫(yī)院的科學(xué)家們用人多能干細(xì)胞生成了具有功能性神經(jīng)的腸道組織。他們?cè)诖嘶A(chǔ)上模擬并研究了一種嚴(yán)重的腸道神經(jīng)疾病——先天性巨結(jié)腸。這項(xiàng)研究發(fā)表在十一月二十一日的Nature Medicine雜志上,使多能干細(xì)胞向再生醫(yī)學(xué)和器官移植又邁進(jìn)了一步。
服下一片藥丸,新組織就會(huì)突然長(zhǎng)出來替換受損的組織,這一想法聽起來有點(diǎn)像是科幻小說。不過,凱斯西儲(chǔ)大學(xué)和德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員在這條道路上邁出了重要的一步。他們?cè)凇犊茖W(xué)》(Science)雜志上發(fā)表了一種新藥。這種藥物成功修復(fù)了動(dòng)物模型中的結(jié)腸、肝臟和骨髓損傷,挽救了原本會(huì)死亡的小鼠。
中山大學(xué)、加州大學(xué)圣地亞哥醫(yī)學(xué)院的研究人員曾開發(fā)一種再生醫(yī)學(xué)新方法。該方法能夠消除嬰幼兒先天白內(nèi)障,使殘存的干細(xì)胞再生出功能性晶狀體。研究人員在動(dòng)物身上和小型臨床試驗(yàn)中對(duì)這一治療方法進(jìn)行了測(cè)試。研究顯示,這種療法引起的手術(shù)并發(fā)癥顯著少于當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)療法,12名兒童白內(nèi)障患者再生的晶狀體顯示出優(yōu)越的視覺功能。這些研究結(jié)果在線發(fā)布在今年3月9日的《自然》上。