羊水细胞重编程：羊水干细胞可以分化成为机体各种细胞

sun_happone

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; C3 L" W! U2 k. ~! @上图：在重编程成为羊水iPS细胞前，我们可以从外观区分人类羊水细胞和胚胎干细胞。左下图：羊水iPS细胞生成OCT4蛋白（绿色）。OCT4是胚胎干细胞最重要的一种标记蛋白。右下图：羊水iPS细胞可以形成肝细胞样细胞（hepatocyte-like cell）和其它细胞。肝细胞样细胞会产生血浆甲胎蛋白（alpha-fetoprotein, AFP）（红色）。胎肝有非常丰富的血浆甲胎蛋白。图片来源：Max Planck Institute for Molecular Genetics。
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& V- d0 g- u" ?! C# I. P1 N; h近日，研究人员发现重编程羊水细胞（amniotic fluid cell）可以分化成为机体各种类型的细胞。长期以来，人们都对干细胞寄予了厚望。他们相信终有一天，干细胞可以被用于治疗各种疾病。迄今为止，胚胎仍然是干细胞的主要来源，但以胚胎作来源会引发多种伦理道德问题。近日，位于德国柏林的马克思普朗克分子遗传研究所的科学家成功将羊水细胞转化为诱导性多潜能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPS cell）。这些羊水来源的iPS细胞与胚胎干细胞几乎没有区别。不过，羊水来源的iPS细胞很清楚地“记得”它们来自于羊水。相关研究结果发表在《公共科学图书馆-综合》（PloS ONE）的在线版上。, m6 P/ C( C' s+ T
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现今，人们将胚胎干细胞的特性应用于多种成熟细胞，例如皮肤细胞和头发细胞。具体做法就是，对皮肤细胞等进行重编程，并将它们转化为“iPS细胞”。这些iPS细胞拥有胚胎干细胞的典型特征，这意味着它们也可以分化成人类机体各种类型的细胞，即具有多潜能性。此外，它们还可以永无休止地自我繁殖。) K0 t( ]" D# p9 N/ O9 \' `. f
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有记忆的干细胞
6 \8 ~# O. E' p9 P: J8 f5 x科学家指出，羊水iPS细胞可以形成不同类型的人类细胞。它们很清楚地“记得”自己的来源。在细胞重编程过程中，控制干细胞发育的各种基因显然被“开启”或保持活性。这证实了当前其它研究成果的正确性。这些研究指出，来自不同组织的iPS细胞往往会按照预定的方式自发分化。“我们还不知道究竟这种供体细胞的记忆是否会对疾病治疗产生深远影响。同时，我们也没弄清哪种体细胞来源的iPS细胞最适用于疾病治疗。”马克思普朗克分子遗传研究所的Katharina Wolfrum说道。! j2 m$ @' E7 g% N- J

$ r1 c5 P6 l5 v( f* `- ?与其它细胞相比，羊水细胞具有许多优点。首先，我们可以在产前检查时提取羊水细胞，以预测疾病发生。大多数情况下，我们都可以获得比实际需要更多的羊水细胞。此外，羊水混合物含有未出生胎儿的多种细胞类型，这其中就包括干细胞样细胞（stem cell-like cell）。这些细胞非常“年轻”，较少发生环境诱导性突变，这使得它们可以保持更好的遗传稳定性（genetically stable）。“这也许意味着，与其它细胞相比，羊水细胞重编程会更快、更便捷。鉴于以上优点，羊水细胞来源的干细胞可称得上是胚胎干细胞的非常有趣的补充。”马克思普朗克研究所的James Adjaye说道。8 |$ c+ A! `  G+ Y+ L+ ~9 u& [& Z

8 A" N* g* u- Q1 f6 _此外，人们可以在胎儿出生前提取羊水细胞进行细胞重编程，为整个怀孕过程做好准备，以应不时之需。“这有利于检测哪种药物适合宝宝，并查看他们是否耐受这种药物。将来，新生患儿还可以接受来自他们身体的细胞的治疗。”Adaye说道。) L) [# r0 v8 B# ~' F6 R

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tpwang

回复 sun_happone 的帖子- L$ k- w( Y+ [9 u$ E0 y

* B, n7 Q7 z# _! J. o3 z羊水细胞已被用来发展产前基因诊断和移植前基因诊断，加上干细胞，羊水也会成为“资源”：）4 S& Q- ~7 R. @- C  N6 g- E& @
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羊水干细胞样细胞是属于母体还是胎儿的，还是介于之间的，免疫特性如何？
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sunsong7

羊水中细胞是一个来源于胎儿和羊膜的异质性和多能性细胞群体，其中羊膜干细胞（AFS） 约占 AF 样本细胞总数的 1%，AFS以间充质干细胞为主。" M* W' [# C0 |5 v$ F

2 N; R: O) e8 C( C扩展阅读：4 G' B" U  Z( `" o  ]4 E8 e
　　羊水的成分98%是水，另有少量无机盐类、有机物荷尔蒙和脱落的胎儿细胞。羊水的数量随着怀孕周数的增加而增多，在20周时平均是500毫升；到了28周左右会增加到700毫升；在32～36周时最多约1000--1500毫升；其后又逐渐减少。临床上是以300--2000毫升为正常范围。) y% U) S5 ~/ T1 Z1 G
　　在胎儿的不同发育阶段，羊水的来源也各不相同。在妊娠第一个三月期，羊水主要来自胚胎的血浆成分；之后，随着胚胎的器官开始成熟发育，其他诸如胎儿的尿液、呼吸系统、胃肠道、脐带、胎盘表面等等，也都成为了羊水的来源。
; ~2 K) P5 B+ B2 D5 x0 f% i　　 羊水重要性如下：
' F9 F$ \( ]/ j4 ^+ C1 C　　 1、可以作为评估胎儿健康和性别的指标。
" J8 b% \% _/ \　　 2、有润滑作用，使产道分娩不会过于干涩。6 p0 p) x6 r" v5 E. S
　　 3、形成水囊，在生产时对子宫颈和产道有软化扩张的功能，减少对母体的伤害。
1 C% _7 ?/ y4 K  Q　　 4、预防外界细菌感染，即使已经感染，也可使其降低到最小限度。
2 e1 j9 W' w! }* l( I8 N  Y　　 5、减少子宫收缩时对胎儿的压迫，使子宫收缩压力较平均。
' S0 X7 y( }% r4 \: z4 r& G　　 6、保护胎儿，使胎儿能在稳定的压力和温度中成长。
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tpwang

回复 sunsong7 的帖子7 b* {- ~8 B" |$ O- w( v" }/ }

3 R  n/ |; w. `' K0 L- U羊膜干细胞与羊水中的羊膜干细胞有无区别？
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$ i, }9 N1 v" w5 B0 J见过做羊膜干细胞的实验室，用human amniotic epithelial cells治疗狗的多种疾病动物模型，包括肝病、关节病等。专利也申请了几个，不知道这种专利有什么价值，如何实现。% l0 b- S0 `: j2 W$ l7 r

! N4 e0 I6 b5 M/ K5 J2 {这行的共识是这东西免疫反应很弱或没有，也没有成瘤性。脐血库也有人在尝试做库，但好像感觉羊膜羊水收集在操作程序上，有点嫌麻烦，污染问题等。0 `: S5 h+ c$ l9 @3 S# g8 m% A; g
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sunsong7

回复 tpwang 的帖子, q1 i1 B6 A* W  Q

! J- |% v9 n5 P$ L9 E! `, f3 U羊膜中主要含有羊膜间充质干细胞（AMC）和羊膜上皮细胞（AEC），羊水中细胞成分十分复杂，主要是从胎儿表皮、呼吸道、消化道、泌尿道官腔等和羊膜上皮脱落下来的的各种细胞，其中具有分化潜能的细胞被称为羊水干细胞（AFS），主要包括间充质干细胞和少量全能性羊水干细胞，这些具有三胚层分化的能力或可以发育成胚样小体（embryoid bodies）。* I5 \' V/ ]1 S6 Q+ p
围产组织（胎盘、脐带、羊膜、羊水、脐血）中多能干细胞的免疫原性都比较弱，从而保证了母体和胎儿之间的相容，而且这些细胞都是成体干细胞均无成瘤性。2 R4 M6 Y2 U' |
老狼认为来自于围产组织的干细胞都属于0岁干细胞，相对于成人组织来源的干细胞更加年轻，增殖和分化能力更加旺盛，在胚胎微环境中保护下细胞也更加健康，可以无创伤取材，不涉及伦理学限制，因此，具有更好的开发利用价值。+ W9 s! `/ ]9 `

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tpwang

回复 sunsong7 的帖子: f5 t7 R3 ]' \: P2 s

5 ]7 K* [9 ?! K/ m6 D( x% V理论上是成立的。从实用的角度，建库大概是规模化应用的前提条件。好像羊膜间充质或上皮细胞的体外传代培养效果比不上胚胎干吧。
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& g: S! n# V/ A0 J听说过国内有人做“胎盘干细胞库”，一些脐血库也在做“羊膜干细胞”以及“羊水干细胞”。从库的角度，技术标准是否还没有达到脐血的水平。

sunsong7

回复 tpwang 的帖子# S1 M: _" V0 X& e

3 C$ K- Y( |4 Q6 _7 M胚胎干细胞的问题不单单是伦理学障碍，安全性、质量可控性也很成问题，譬如培养过程需要使用滋养层，还要诱导分化，体外操作复杂增加了不确定性。
" F4 c6 C" B, T: d* q+ F间充质干细胞无论在安全性和过程可控性方面都具有明显的优势，脐血的技术标准的得益于临床用血库，干细胞技术日新月异，相信间充质干细胞不久将后来者居上，而脐血库已经显现老态，亟需有新的技术（如体外扩增）出现来焕发青春。
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tpwang

sunsong7 发表于 2011-1-31 22:11 5 i" Z0 u7 h8 F- \1 d
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9 }: H) e& E, F1 j* j/ y& V4 s: i% G" O- Z, a  m+ ?
胚胎干细胞的问题不单单是伦理学障碍，安全性、质量可控性也很成问题，譬如培养过程需 ...

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从羊膜羊水脐带胎盘等组织中获取干细胞的技术和建库程序也有待标准化。说脐血库“老化”不如说有些“乏力”吧。毕竟存脐血仍离开人群比例不大。! R, c9 K+ x* a: l0 l4 ^

5 b% D- T1 t$ {3 C' v& G我的基本态度是不取排它性选择。虽然理论上实验室内干细胞来源多种多样，但从未来应用角度，作为一个“资源”，必然各有各的意义，一定是个互相补充的趋势。而且规模性的要求，也远不是某个来源能满足的。
( G- a- b; z' S% K0 M3 h4 O2 A
, m+ y2 g$ s; V" L广义的干细胞库，其实应该什么都有。

sunsong7

5 d% L4 l: w& ?* ?! Q1 c8 s# U

; P. C& ]6 M$ p关于楼上说的“广义上的干细胞库”老狼曾有过设想，只是叫好不叫座，海洋也不肯给加分
# p2 K2 v6 M; X3 ^/ Z- x& p  ~1 j老狼的第一个帖子（原创）：项目建议——国家干细胞库 http://www.stemcell8.cn/thread-20737-1-1.html: B! _4 q  c) n- S' P

chochochocho

不明白了，怎么都能诱导成肝样细胞啊我的还不行呢