细胞干细胞:科学家在培育人体器官用于人体移植的研究领域取得了巨大进展

来源：原创网站2021-12-31 23:33

在保持分化能力和表观遗传完整性的同时，分离具有原始多能特性的人MEK/ERK信号非依赖性多能干细胞(PSCs)仍然具有挑战性。实现培养的器官可以用于挽救生命的移植程序的愿景仍然是一个漫长的过程。然而，来自以色列魏茨曼科学研究所和其他机构的科学家的干细胞工作正在为实现这一目标铺平道路。相关研究成果被命名为“信号原理”

2021年12月31日/100医学网生物网络/-在保持分化能力和表观遗传完整性的同时，分离具有原始多能性的人MEK/ERK信号非依赖性多能干细胞(PSCs)仍然具有挑战性。实现将培育的器官移植到救生程序中的愿景仍是一个漫长的过程。然而，来自以色列魏茨曼科学研究所和其他机构的科学家的干细胞工作正在为实现这一目标铺平道路。相关研究成果发表在国际期刊《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)上的题为《信号通路调节增强人类幼稚多能性导入的原理》的报告中。

图片：CC0公共域

在这篇文章中，研究人员开发了一种新的方法，可以在比以前更早的状态下培养人类干细胞。不仅如此，研究人员创造的干细胞也可能具有更强的能力，这意味着它们可以有效地与宿主环境整合，这可能会大大提高获得所谓跨物种嵌合体的机会，即允许一种生物体的细胞在另一种生物体的发育中发挥重要作用。最近的研究结果表明，由于人类细胞是未分化的，它们可以发育成体内任何类型的细胞，包括其他干细胞，因此研究人员可以产生非常早期的人类细胞，并成功将其整合到小鼠体内。此外，研究人员还提出了一个显著提高这些细胞整合能力的步骤，提高研究人员创造和研究这些细胞类型的能力，这些细胞类型将来可能被用于将细胞从一种动物转移到另一种动物，如人体。

早在2013年，研究人员就取得了突破。他们率先将人类干细胞注射到小鼠体内，发现注射的干细胞可以成功整合到小鼠正在发育的胚胎中。这项研究结果首次发表八年后，研究人员进一步尝试为类似的程序生产更早的完全原始的干细胞。当他们认为这个想法几乎不可能实现时，研究人员说，我们在老鼠体内产生类似细胞的经验告诉我们，这个过程可能很困难。这些细胞通常受到遗传和表观遗传不稳定性的影响，最终不会分化得太好，这是胚胎正常发育的关键，也是它们整合到其他动物胚胎中的前提。事实上，种间转移的细胞只有1%-3%左右能真正整合并促进发育。

为了增加细胞数量，在这篇论文中，研究人员抑制了另外两种信号通路来产生原始的人类干细胞，这些干细胞具有稳定的基因组和相对较少的基因调控失败。更重要的是，它们还具有完美的分化能力。此外，研究人员还突变了一个有助于基因组稳定的重要基因，它不仅能产生有能力的干细胞，还能产生一种竞争性的干细胞，这种干细胞可以更好地整合，而不会对宿主造成损害。研究人员汉娜说，我们找到了一种新的方法，使人类干细胞更有能力和竞争力，与我们以前能够做的相比，干细胞成功转移的机会增加了大约五倍。

图片：https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/s1934-5909(21)00158-2？_ return URl=https://linking HB . Elsevier.com/retrieve/pii/s 1934590921001582？showall=true

虽然以往的研究结果表明，人类原始干细胞可以分化为原始生殖细胞(卵细胞或精子的祖细胞)，但本研究产生的完全原始干细胞也可以分化为胚外组织、胎盘和卵黄囊细胞，从而维持发育中的胚胎。例如，这种细胞可以用作开发合成胚胎的来源，而无需卵子捐赠。使用小鼠干细胞达到这种状态可能特别困难，而人类细胞则明显不同。也许这是最令人惊讶的发现，它突出了人类和小鼠干细胞之间的差异，以及原始细胞不同状态之间的差异。这些差异可能表明，如果研究人员想要开发定制的器官，他们仍然需要做大量的工作。

研究人员汉娜说，理解这些差异对于克服干细胞研究和应用领域仍然面临的许多问题可能至关重要。比如未来如果能在猪身上培养胰腺用于人体移植，就必须考虑到不同物种之间的大量进化差异，首先是人和老鼠；目前，研究人员似乎已经朝着这个方向迈出了建设性的一小步。综上所述，本研究为确定人类原始干细胞多能性的信号基础建立了重要框架。(100yiyao.com 100医疗网)

原始来源：

Jonathan Bayerl，Muneef Ayyash，Tom妮莎等，细胞干细胞(2021)。doi :10 . 1016/j . stem . 2021 . 04 . 001

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