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          研究人員開發出制造天然多功能干細胞的新技術

          來源:北京家圓醫院    作者:bjpfh2016    2016-4-13
           

            劍橋大學的科學家們第一次證明有可能從人類胚胎提取天然多功能干細胞。這種干細胞是最靈活的干細胞類型,并可以發展成除胎盤以外的所有人體組織。除了作為再生醫學所用干細胞的一個潛在來源以外,該技術還可以開辟治療唐氏綜合癥等疾病的新途徑。

            人類擁有從小鼠胚胎中得到天然干細胞的能力已經超過三十年歷史,這歸功于劍橋Martin Evans爵士和Matthew Kaufman教授所開發的技術,但本研究是第一次從人類胚胎提取天然干細胞。

            通常,再生醫學或生物醫學研究中所用的人類胚胎干細胞有兩個來源:利用來自IVF療程并被棄用的受精卵培養的胚胎干細胞,以及通過對表皮細胞重新編譯而獲得的誘導多功能干細胞。然而,在得到這兩種干細胞時,其未來所能分化成的細胞類型就已經有所限制了。相反,在天然干細胞內并沒有這些限制,這會使它更容易分化到所指定的細胞類型。

            最近以來,人類誘導多功能干細胞已通過重組獲得了一些類似天然干細胞的功能,但科學界一直不清楚是否可以直接從人類胚胎中直接獲得天然多功能干細胞。在受精后,卵細胞便開始分裂和復制。在受精第五天時,胚胎細胞群聚在一起,形成一個叫做“囊胚”的結構。這一過程發生在胚胎細胞植入子宮之前。囊胚由三種類型的細胞構成:可以發展成胎盤并允許胚胎附著到子宮的細胞;為發育中的胎兒提供營養的“卵黃囊”細胞;以及由天然干細胞組成的、會發展成未來身體結構的“外胚層”細胞。


            根據近日發表在<<干細胞報告>>雜志上的一項研究,來自劍橋干細胞研究所的科學家們設法在受精第六天左右從囊胚中提取細胞,并將它們在培養基中獨立培養。通過將細胞分離,研究人員使這些細胞之間停止了相互干預,從而防止他們被某種信號引導至一條特定的發育途徑。“盡管我們已經掌握了相關技術并在小鼠體內做了三十年的研究,但直到最近還沒有人能夠分離這些天然干細胞,這甚至讓一些人對于我們最終能從人體提取類似的干細胞表示懷疑”,這項研究的第一作者Ge Guo解釋:“但我們設法提取這些細胞并讓它們在培養基中獨自生長。天然干細胞有許多潛在的應用價值,包括再生醫學以及模擬人類疾病模型等。”

            原則上天然多功能干細胞對于其可以發育成的人體組織并沒有任何限制,這意味著在再生醫學治療中這些干細胞可以被用來治療被嚴重破壞的器官及人體組織,特別是諸如心、腦、胰等再生能力較差的器官。這項研究的共同通訊作者Jenny Nichols博士認為,這一新技術最令人興奮的應用之一便是研究染色體異常所導致的疾病。一般來說,體細胞包含23對相同的染色體(22對常規染色體和一對性染色體),但有些孩子出生時便有多余的染色體數目,這可能會導致一些問題。例如,患有唐氏綜合征的兒童在出生時便攜帶有三個21號染色體。“即使在許多表現正常的早期胚胎中,我們也能發現其內部有一些染色體數量異常的細胞”,Jenny Nichols博士解釋說,“因為我們現在可以單獨分離這些細胞并培養它們,因此我們可以培育出“健康”和“受影響”的兩種細胞株。這將使我們能夠研究對比符合這兩種模型的人體組織,其中一種是“健康”組織,另一種則除了多余的染色體以外與健康組織在遺傳特征上是相同的。這類研究有可能會為諸如唐氏綜合癥等疾病的治療提供新的思路。


           

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