2015年7月份，Cell Stem Cell雜志刊登了來自澳大利亞哈德遜醫(yī)學(xué)研究中心Courtney McDonald教授題為"干細(xì)胞**在臨床病例中的應(yīng)用：進(jìn)展與挑戰(zhàn)"的綜述性文章，文章中，研究者就目前干細(xì)胞**方法在歐洲，加拿大，新西蘭等國家的臨床應(yīng)用中所取得的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，同時也對干細(xì)胞療法在未來發(fā)展中可能遇到的挑戰(zhàn)進(jìn)行了展望。
如今，科學(xué)家們已經(jīng)可以在體外利用各種類型細(xì)胞進(jìn)行多能干細(xì)胞的誘導(dǎo)，來自德國的科學(xué)家又將這一技術(shù)推進(jìn)一步，他們在發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nature Structural Molecular Biology的一項*新研究中，成功獲得了與胚胎早期階段具有相同特性的全能干細(xì)胞，這些全能干細(xì)胞甚至還具有一些更為有趣的特性。
那么在即將過去的2015年里，干細(xì)胞研究領(lǐng)域又有哪些突飛猛進(jìn)的成果呢？下面，小編為您盤點了2015年度干細(xì)胞領(lǐng)域突破性研究TOP10。
【1】科學(xué)家利用皮膚細(xì)胞獲得可再生胎盤的干細(xì)胞
再生醫(yī)學(xué)是一個快速發(fā)展的新興領(lǐng)域，旨在通過細(xì)胞移植替代人體內(nèi)缺失或損傷的細(xì)胞，組織或器官。胚胎干細(xì)胞是具有長時間生長并能夠自我更新的潛能細(xì)胞，能夠形成胎兒的各種細(xì)胞組織和器官。因此胚胎干細(xì)胞在細(xì)胞**的應(yīng)用中具有巨大前景。但受體與供體之間的**排斥反應(yīng)以及倫理問題是限制該種細(xì)胞應(yīng)用的巨大瓶頸，而誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的出現(xiàn)很好地解決了這兩個問題。
當(dāng)胎盤沒有正常發(fā)育或出現(xiàn)損傷時，胎盤功能就會受損，胎盤功能紊亂**會導(dǎo)致低出生體重，早產(chǎn)以及出生缺陷的出現(xiàn)。其中一種**叫做胎兒生長受限，患有該**的嬰兒會表現(xiàn)出輕微的智力遲緩，一些嚴(yán)重的情況下會導(dǎo)致胎兒死亡，除此之外還會增加母親受到相關(guān)復(fù)雜**影響的風(fēng)險。但到目前為止，所有分離并在體外進(jìn)行人類胎盤前體細(xì)胞（如滋養(yǎng)層干細(xì)胞）培養(yǎng)的研究都失敗了，因此能夠模擬或**這些胎盤功能紊亂**的模型或方法一直沒有得到開發(fā)。
【2】Stem Cells：新方法，干細(xì)胞立變骨細(xì)胞
假如老年人發(fā)生了骨折或置換了髖關(guān)節(jié)，骨骼需得重新形成并且需要非常慢的時間才能**。在這個過程中不但需要形成骨骼，也需要形成脂肪。北卡羅萊納大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種對骨形成起決定性作用的方法。他們用細(xì)胞松弛素D(霉菌中發(fā)現(xiàn)的一種天然物質(zhì))，它可以作為一種代用品來改變間充質(zhì)干細(xì)胞細(xì)胞核的基因表達(dá)，迫使它們成為成骨細(xì)胞(骨細(xì)胞)。
通過干細(xì)胞**——干細(xì)胞可以成為脂肪或骨細(xì)胞，應(yīng)用細(xì)胞松弛素D的結(jié)果是明確的：干細(xì)胞可變成為骨細(xì)胞。此外，注入少量的細(xì)胞松弛素D到小鼠的骨髓隙中可促成骨形成。這項研究發(fā)表在《干細(xì)胞》雜志上，文章詳述了科學(xué)家如何改變干細(xì)胞促使骨骼生長。
Janet Rubin博士說：“骨骼形成非常迅速，數(shù)據(jù)和圖像非常清楚；你不是一個骨科專家也可以看懂細(xì)胞松弛素D一周內(nèi)在小鼠體內(nèi)的作用情況?！?/span>
【3】Cell：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)提高造血干細(xì)胞移植效率新方法
造血干細(xì)胞駐留在骨髓和臍帶血的低氧環(huán)境中，但幾乎所有的造血干細(xì)胞研究都是在非生理條件的環(huán)境空氣中進(jìn)行造血干細(xì)胞的分離和篩選。
在該項研究中，研究人員在低氧條件下對骨髓和臍帶血進(jìn)行了收集和操作，證明將骨髓和臍帶血暴露在環(huán)境空氣中會降低造血干細(xì)胞長期擴(kuò)增過程的細(xì)胞得率，同時會增加祖細(xì)胞的數(shù)量，研究人員將這種現(xiàn)象稱為非生理學(xué)氧氣應(yīng)激（EPHOSS，extraphysiologic oxygen shock/stress）。因此，骨髓和臍帶血中造血干細(xì)胞的數(shù)量一直都被低估。
隨后，研究人員通過親環(huán)素d（cyclophilin d）和p53將ros的產(chǎn)生和線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（MPTP）聯(lián)系在一起作為EPHOSS的分子機(jī)制進(jìn)行了實驗探究。MPTP抑制劑--環(huán)胞素a能夠保證在空氣中收集小鼠骨髓和人類臍帶血中的造血干細(xì)胞時避免發(fā)生EPHOSS反應(yīng)，從而增加了可用于移植的造血干細(xì)胞數(shù)目。
【4】Nature：干細(xì)胞一關(guān)鍵結(jié)構(gòu)可決定干細(xì)胞命運(yùn)
*近，來自美國西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員與密歇根大學(xué)的研究人員合作開展了一項研究，發(fā)現(xiàn)了一個全新機(jī)制能夠幫助解釋為何只有干細(xì)胞能夠進(jìn)行自我更新式的細(xì)胞分裂。近日，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊nature。
成體干細(xì)胞能夠在有機(jī)體的一生中為組織平衡穩(wěn)定提供新細(xì)胞，一種叫作 "niches" 的特殊環(huán)境能夠幫助干細(xì)胞維持未分化和自我更新狀態(tài)，組成niches的細(xì)胞會產(chǎn)生信號和生長因子促進(jìn)干細(xì)胞的維持。但保證只有干細(xì)胞能夠接受信號而由其產(chǎn)生的定向分化的后代細(xì)胞無法接受信號的機(jī)制仍未可知。
在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞能夠形成由微管蛋白組成的毫微管結(jié)構(gòu)（nanotube），而這些線狀的毫微管結(jié)構(gòu)會像吸管一樣延伸到niche中，保證組成niche的細(xì)胞產(chǎn)生的信號和生長因子只作用于干細(xì)胞。
【3】Cell：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)提高造血干細(xì)胞移植效率新方法
造血干細(xì)胞駐留在骨髓和臍帶血的低氧環(huán)境中，但幾乎所有的造血干細(xì)胞研究都是在非生理條件的環(huán)境空氣中進(jìn)行造血干細(xì)胞的分離和篩選。
在該項研究中，研究人員在低氧條件下對骨髓和臍帶血進(jìn)行了收集和操作，證明將骨髓和臍帶血暴露在環(huán)境空氣中會降低造血干細(xì)胞長期擴(kuò)增過程的細(xì)胞得率，同時會增加祖細(xì)胞的數(shù)量，研究人員將這種現(xiàn)象稱為非生理學(xué)氧氣應(yīng)激（EPHOSS，extraphysiologic oxygen shock/stress）。因此，骨髓和臍帶血中造血干細(xì)胞的數(shù)量一直都被低估。
隨后，研究人員通過親環(huán)素d（cyclophilin d）和p53將ros的產(chǎn)生和線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（MPTP）聯(lián)系在一起作為EPHOSS的分子機(jī)制進(jìn)行了實驗探究。MPTP抑制劑--環(huán)胞素a能夠保證在空氣中收集小鼠骨髓和人類臍帶血中的造血干細(xì)胞時避免發(fā)生EPHOSS反應(yīng)，從而增加了可用于移植的造血干細(xì)胞數(shù)目。
【4】Nature：干細(xì)胞一關(guān)鍵結(jié)構(gòu)可決定干細(xì)胞命運(yùn)
*近，來自美國西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員與密歇根大學(xué)的研究人員合作開展了一項研究，發(fā)現(xiàn)了一個全新機(jī)制能夠幫助解釋為何只有干細(xì)胞能夠進(jìn)行自我更新式的細(xì)胞分裂。近日，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊nature。
成體干細(xì)胞能夠在有機(jī)體的一生中為組織平衡穩(wěn)定提供新細(xì)胞，一種叫作 "niches" 的特殊環(huán)境能夠幫助干細(xì)胞維持未分化和自我更新狀態(tài)，組成niches的細(xì)胞會產(chǎn)生信號和生長因子促進(jìn)干細(xì)胞的維持。但保證只有干細(xì)胞能夠接受信號而由其產(chǎn)生的定向分化的后代細(xì)胞無法接受信號的機(jī)制仍未可知。
在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞能夠形成由微管蛋白組成的毫微管結(jié)構(gòu)（nanotube），而這些線狀的毫微管結(jié)構(gòu)會像吸管一樣延伸到niche中，保證組成niche的細(xì)胞產(chǎn)生的信號和生長因子只作用于干細(xì)胞。
【7】Cell Sys：光！控制胚胎干細(xì)胞分化
發(fā)表于國際雜志Cell Systems上的一項研究中，來自美國加州大學(xué)舊金山分校（UC San Francisco）的研究人員通過研究開發(fā)出了一種方法，**利用光束來**控制胚胎干細(xì)胞的分化，從而使其可以分化成為神經(jīng)細(xì)胞來進(jìn)行**的體外研究提供一定幫助。
研究者M(jìn)atthew Thomson說道，我們發(fā)現(xiàn)了一種基本的機(jī)制，細(xì)胞可以利用該機(jī)制來決定是否進(jìn)行發(fā)育；在胚胎發(fā)育期間，干細(xì)胞會表演一段精心安排的“舞蹈”，隨后其會從無作用、未分化的形式轉(zhuǎn)化成為構(gòu)建機(jī)體主要器官系統(tǒng)的細(xì)胞。近些年來科學(xué)家們在未分化的干細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了很多可以編碼干細(xì)胞發(fā)育的基因，而揭示這些細(xì)胞如何忽視嘈雜的波動以及快速反應(yīng)形成機(jī)體所需細(xì)胞一直是科學(xué)家們的研究熱點。
為了檢測干細(xì)胞如何將發(fā)育線索作為關(guān)鍵的信號或是外部“噪音”，科學(xué)家們對培養(yǎng)中的小鼠胚胎干細(xì)胞進(jìn)行了工程化操作，他們利用藍(lán)色光脈沖開啟了一種名為Brn2的基因，該基因是一種潛在的神經(jīng)分化的線索，通過調(diào)整光脈沖的強(qiáng)度和持續(xù)性，研究者就可以實現(xiàn)**控制Brn2的劑量，并且觀察細(xì)胞的反應(yīng)。研究者表示，如果Brn2信號足夠強(qiáng)的話，干細(xì)胞就會快速轉(zhuǎn)化成為神經(jīng)元。
【8】Nature醫(yī)學(xué)顛覆性文章：杜氏肌營養(yǎng)**其實是干細(xì)胞病
渥太華大學(xué)和渥太華醫(yī)院的研究人員**發(fā)現(xiàn)，杜氏肌營養(yǎng)**（DMD）能夠直接影響肌肉干細(xì)胞。這項研究發(fā)表在十一月十六日的Nature Medicine雜志上，顛覆了人們長期以來對這種**的理解，為實現(xiàn)更有效的**奠定了基礎(chǔ)。
渥太華大學(xué)和渥太華醫(yī)院的研究人員**發(fā)現(xiàn)，杜氏肌營養(yǎng)**（DMD）能夠直接影響肌肉干細(xì)胞。這項研究發(fā)表在十一月十六日的Nature Medicine雜志上，顛覆了人們長期以來對這種**的理解，為實現(xiàn)更有效的**奠定了基礎(chǔ)。
“近20年來，我們一直以為這些患者的肌無力主要是因為肌纖維出了問題。但我們這項研究顯示，患者肌肉干細(xì)胞的功能本身就存在問題，”文章的**作者Dr. Michael Rudnicki說?！斑@徹底改變了我們對杜氏肌營養(yǎng)**的認(rèn)識，有望大大提高**的有效性?！?/span>
【9】Nature：細(xì)胞失憶或促進(jìn)干細(xì)胞產(chǎn)生
成體細(xì)胞，比如皮膚或血液細(xì)胞，其都有一種特殊的細(xì)胞記憶，或者記錄細(xì)胞如何從未定型的胚胎細(xì)胞進(jìn)化到特殊的成體細(xì)胞；如今刊登于國際有名雜志Nature上的一項研究論文中，來自哈佛干細(xì)胞研究所等處的研究人員通過研究鑒別出了新型基因，當(dāng)該基因被抑制時就會有效地擦除細(xì)胞的記憶，使細(xì)胞被重編程更加敏感，進(jìn)開始進(jìn)行快速高效地重編程過程。
研究者Konrad Hochedlinger博士指出，我們開始這項工作，因為我們想知道為何皮膚細(xì)胞是一個皮膚細(xì)胞，而且為何其在**天或者下個月，甚至是一年后不會改變其身份。人類機(jī)體中的每一個細(xì)胞都具有相同的基因組或者DNA藍(lán)圖，而且在機(jī)體發(fā)育期間基因被開關(guān)的方式可以幫助解釋每一種成體細(xì)胞如何變化；通過操控這些基因并且引入新型因子，科學(xué)家們就揭示了成體細(xì)胞基因組休眠的部分，以及如何對其進(jìn)行重編程來形成另外一種類型的細(xì)胞。
【10】Nat Biotechnol：干細(xì)胞開發(fā)出可產(chǎn)血清素的神經(jīng)元
近日，來自美國威斯康星大學(xué)的研究人員通過研究開發(fā)了一種可以制造血清素的特殊神經(jīng)細(xì)胞，血清素是一種在大腦中扮演多種重要角色的化學(xué)物質(zhì)，其可以影響機(jī)體情緒、睡眠、焦慮、抑郁、食欲等表現(xiàn)，同時也在很多嚴(yán)重的精神性**中扮演者重要作用，比如精神分裂癥和雙相情感障礙等。
研究者Su-Chun Zhang說道，從本質(zhì)上來講，血清素可以調(diào)節(jié)機(jī)體大腦功能的多個方面，包括運(yùn)動等，這種化學(xué)物質(zhì)是通過位于腦后特殊結(jié)構(gòu)的一系列神經(jīng)元所產(chǎn)生的，而血清素可以發(fā)揮其影響作用是因為制造血清素的神經(jīng)元可以對大腦幾乎每一個部分產(chǎn)生影響。
相關(guān)研究刊登于國際雜志Nature Biotechnology上，研究者開始對兩種類型的干細(xì)胞進(jìn)行研究，其中一種來自于胚胎，另外一種來自于成體細(xì)胞，因為血清素神經(jīng)元在出生前就可以產(chǎn)生，因此研究人員必須在**中營造一種適于胎兒發(fā)育的化學(xué)環(huán)境；他們表示，這聽起來相當(dāng)簡單，但我們需要制造產(chǎn)生許多不同類型的神經(jīng)細(xì)胞，為此就必須指導(dǎo)干細(xì)胞使其發(fā)育成為特殊的形式，隨后在特定的濃度下利用一種專門設(shè)計的序列分子進(jìn)行研究。
