2011年干细胞研究年度十大进展

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一、 运用克隆技术制造干细胞9 l. j, d* U0 O+ F$ @2 \

8 ]1 V( M( Z! }/ r+ d( A       这并非人体克隆，但已经非常接近了。科学家们报告他们利用“体细胞核转移”（SCNT），即当年克隆出小羊“多利”的相同技术，在人体细胞上进行了同样的实验。这种技术简单来说就是将一个卵细胞中的遗传物质用一个成熟体细胞，如皮肤细胞中的DNA加以代替。随后卵细胞将开始分裂，如果一切顺利，最终它将产生一个和提供成熟体细胞的动物个体拥有完全相同遗传基因的克隆体。
5 h6 |) D( [( ]! r9 d( h4 c      在一项发布于10月份的最新研究报告中，纽约干细胞研究基金会的科学家们对这项技术进行了改进，将成年人的细胞DNA与卵细胞中的遗传物质进行融合，而不是简单的替换。最初对人体细胞进行的“体细胞核转移”（SCNT）尝试失败了，但是人们在这一过程中发现适当保留卵细胞中的遗传物质似乎将有助于帮助细胞顺利分裂并进而产生干细胞。不过这种干细胞并不是常规意义上的干细胞，因为很显然其内部还含有来自卵细胞的保留下来的染色体。接下来科学家们将要尝试抑制那些多余染色体的作用或者干脆从干细胞中剔除它们。8 [4 D2 ?' H. i+ g$ V
     这项研究是很有前景的，因为它将有望获得干细胞，这将有朝一日帮助人类最终治愈脊椎神经损伤或者帕金森病。' x. [- Z. f- @. e9 p3 U7 n! X$ h9 \
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二、Blood：干细胞人造血输入人体
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5 Z9 e! W6 F6 L7 _, m3 x# Q法国巴黎皮埃尔与玛丽-居里大学的卢茨-杜艾团队首次将用干细胞培育的血液输入人体，并获得成功。 1 K6 K- f. j4 f0 D
     杜艾团队首先从一位志愿者的骨髓里抽取造血干细胞，然后利用一组“鸡尾酒”混合生长因子激发这些干细胞与红细胞相结合。在给这些人造细胞做标记以供追踪之后，他们把其中100亿个细胞（相当于2毫升血液），注射回捐献者的体内。4 W, N( I7 q1 ?6 `1 ~  P* Z
    5天后，这些人造血细胞中的至少94%仍在这位捐献者的体内循环。26天后，41%到63%的血细胞仍然存活，天然血液的存活率也大抵如此。这些人造血细胞同天然细胞一样能干，有效地将氧气输送至全身。
- k" h% W5 F7 ~# i  ^5 s5 _2 J    杜艾表示，这是国际医学界的一大喜讯，“这一实验结果预示着血荒终结的那一天可能马上就要来临了”。目前，世界上还有许多研究团队在研究“人造血”。不过，其他人工合成血液的尝试都专注于创造天然血液的替代品，而非用人工的方式培养天然血液。例如，英国埃塞克斯大学的克里斯·库珀研究团队正在致力于合成一种基于血红蛋白的血液替代品。这种人造血为自然疾病引发的，特别是在偏远地区的输血问题提供了解决之道，因为其不像新鲜血液或者干细胞培育的血液那样需要冷藏，它易于保存。 9 @" l) I1 E" G) @
     干细胞造血法有其自身的优点，干细胞造血与现行的输血法更为相似，这可以减轻人们的担忧，因为人们对当前阶段的人造品的安全问题一向疑虑重重。0 ]; ^- B$ }; i# D+ D+ t
    尽管杜艾发布在医学杂志《血液》上的这项研究成果是干细胞造血法领域的一大进步，不过用这种方法大规模生产“人造血”还有很长的路要走，因为本次实验中的输血量仅相当于一名普通病人每次输血量的1/200。3 k0 g( m* o/ p3 F
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) X0 N' G% ~& Z+ V三、Sci Transl Med：皮肤及血液中所提取干细胞可修复肝脏4 l/ M' u% g0 b3 }
      In Vivo Liver Regeneration Potential of Human Induced Pluripotent Stem Cells from Diverse Origins1 f' f. J+ q1 ~& L3 ?, q
  
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     美国科学家首次使用由成人的皮肤及血液中提取的干细胞培育出成熟的肝脏细胞，并用其来治疗罹患肝硬化的老鼠，结果显示，这些细胞的表现可媲美正常的肝脏细胞。科学家表示，未来，肝病患者有望利用自身皮肤或血液中提取出的干细胞进行治疗，不需苦苦等待他人的肝脏来进行移植手术。" Z2 C5 i9 S2 A9 a' ~4 }. {- K! W
       约翰霍普金斯凯末尔癌症中心姜云阳（音译）领导的科研团队在《科学—转化医学》杂志上报告称，他们找到了一种方法，可以将皮肤、血液细胞逆转到其原初的干细胞状态，再将其培育成肝脏细胞。这种方法可廉价地制造出数百万个肝脏细胞，将得到的肝脏细胞注入老鼠受损的肝脏中，可帮助肝脏再生且没有任何副作用。2 p- Q* t2 y( d2 ]# `
     科学家指出，尽管肝脏能在体内再生，但诸如肝硬化和癌症所造成的终末期肝衰竭最终会破坏肝脏的再生能力。现在，这些病人面临的唯一选择是接受肝脏器官或肝脏细胞移植，但因为捐赠的肝脏器官很少，因此，很多人只能“忘肝兴叹”。
* k0 d8 _- }% g* Y/ y       干细胞是最基本的细胞形式，其能转化为任何形式的细胞。使用从皮肤或血液中提取出的干细胞，也就是我们所说的诱导多能干细胞(iPSC)的好处是，其非常便宜，而且很容易在实验室操作。另外，它们源于病人自身因此不会产生排斥反应。包括人体皮肤、血液和肝脏细胞在内的很多器官都能制造出诱导多能干细胞。' Y/ \9 @2 d6 m5 F" i. i; }4 f( J, {" O
       在最新研究中，姜云阳团队使用了肝脏细胞、骨髓干细胞和皮肤细胞等不同的成人细胞，将其逆转到类似于胚胎干细胞的状态，在这种状态下，诱导多能干细胞能发育成各种类型的细胞。接着，科学家通过化学方法诱导这些多功能干细胞首先分化为不成熟的肝脏细胞，然后将其培育成成熟的肝脏细胞。; K) [, {  ]* q. J, v
      随后，科学家将200万个用这种方法产生的肝脏细胞和正常的人体肝脏细胞分别注入罹患肝硬化老鼠的肝脏内。结果发现，诱导多能干细胞产生的肝脏细胞移植入老鼠肝脏的成功率为8%到11%，同人体肝脏细胞11%的成功率相当。诱导多能干细胞产生的肝脏细胞在移植后的表现也同正常肝脏细胞一样好。
2 z3 |$ V' t) C8 b      科学家一直担心，胚胎干细胞或诱导多能干细胞产生的肝脏细胞移植可能会诱发肿瘤，但在7个月的研究阶段（老鼠的7个月相当于人类的30年），科学家没有在接受移植的老鼠体内发现任何肿瘤。研究人员接下来将在人体中进行类似实验。8 C/ c+ i+ D1 D0 I

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) i8 _0 Z2 p% ?/ H四、Nat Methods：荧光传感技术实时观测细胞
- a( T+ {6 {' g1 R; r! `+ s5 LVisualizing mechanical tension across membrane receptors with a fluorescent sensor
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    来自美国埃默里大学的研究人员发表了题为“Visualizing mechanical tension across membrane receptors with a fluorescent sensor”的文章，介绍了他们研发的一种可以实时观察细胞表面机械力的新方法，这是首次实现细胞表面机械力详细情况观测。这一研究成果公布在Nature Methods。
/ k+ E, Z, \/ `: W- W     领导这项研究的是埃默里大学Khalid Salaita助理教授，他表示，“我们能实现了之前无法完成的检测：活细胞整个表面一个分子与另外一个分子之间的机械力，而且这一细胞还保持其正常的活动和运动”。5 J6 }6 h! [5 V8 \5 f4 S2 k
      Salaita说，“细胞保持着与其周边细胞环境不断的拉扯，这有助于他们通过机械力交流”，“细胞机械力一个明显的表征就是组织器官的运动，比如肺部，或者心脏。如果我们希望了解细胞，以及它们如何工作的，那就必须先在但分子水平上了解细胞机械力，第一步就是检测细胞表面特异受体之间的机械力。”
$ p9 q3 [8 |7 y& O( @       在这篇文章中，研究人员采用了一种荧光传感技术（florescent-sensor technique），利用这种方法，他们分析了一种重要的细胞信号通路：EGFR信号通路，他们检测了细胞内吞作用早期过程中EGFR的机械力，结果研究人员发现细胞实际上并不是被动的配基吸收，而是由这个过程中的机械力拉扯的，这一实验第一次直接证明内吞作用中存在机械力。- O8 m9 d  h  Z% T
       这一方法可以应用于几乎所有的受体，从而为快速分析任意细胞类型中，膜结合受体中存在的化学和机械相互作用打开了一道门，研究人员希望这一方法能成为科学家们研究活体细胞中，生化实验技术中的一个标准方法工具。+ S; L7 b6 c4 O7 ?0 K' v5 x
      Salaita研究组还与其它研究组合作，发明了一种新的DNA或RNA测定技术，应用于遗传图谱和疾病诊断的技术，通过该项新技术 可进行直观的观察和评估而不需要精巧的化学标签或是高级的仪器。新的技术建立在静电斥力（具有相同的电性的物体会相互排斥）上，这是一项简单而又廉价的技术，并且检测耗时只需几分钟。
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     另外Cell杂志以“Review Focus: Imaging”为中心，介绍了生物成像研究方面的最新进展，其中特别提及了活体荧光显微技术今年来的新成果，认为这项技术崭露曙光，在细胞生物学，神经科学，肿瘤生物学等多方面发挥作用。. \. v' p2 E: N1 r
      活体动物成像技术主要包括体内成像和体外成像两个方面，其中体外荧光显微技术一直以来都是现代生命科学研究的基础之一：给荧光基团配上一个合适的配体，比如抗体或者量子点，然后将其与组织样品或者细胞培养物一起温育，最后加上光照，这样标记的分子就能通过显微镜显示出来。但是体外方法有一个“致命伤”——不能在天然环境下描绘生物过程，因此研究人员逐渐从体外观测转向对体内生物体过程的研究。& d; w$ F' S3 ^! k- ]' K8 r
      但是随着科学的进步，想要以足够观察到细胞行为和分子信号的分辨率，来分析活体生物依然是个难题，今年来自哈佛大学的一位华裔科学家在超分辨率细胞成像研究方面取得了重要进展：他们推出了活细胞超分辨率荧光成像技术，这一技术基于光子可控开关的荧光探针和质心定位原理，在双激光激发下荧光探针随机发光，通过分子定位和分子位置重叠重构形成超高分辨率的图像，其空间分辨率目前可达20nm。
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" l3 Q! j5 ^5 ^$ z' T) R* @6 u9 [五、PNAS：芯片实验室技术实现单细胞基因分析
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8 ~" b( n* o; u. T/ \' a   加拿大英属哥伦比亚大学与英属哥伦比亚癌症研究所、转化与应用基因组学中心合作，开发出一种硅酮材料的芯片实验室技术，能让每个细胞像弹球机里的球一样各就各位，然后进行基因检测。这种“单细胞基因分析”技术使基因检测更加灵敏迅速，有助于肿瘤分析和临床疾病的诊断。本周出版的美国《国家科学院院刊》对该芯片实验室进行了详细介绍。
; k2 G7 v7 g  _; O      这种芯片实验室大小跟一个9伏电池相当，能同时分析300个细胞。研究人员设计了一种路线，用液体载运细胞通过显微管道和一个个小阀门，当细胞挨个进入各自的小空位时，它们的RNA就会被提取出来，经过复制用于进一步分析。5 Q' Z6 R. T' D( D- g
      标准基因检测要求使用大量细胞，才能得出由上千万个不同细胞平均化以后的“综合图像”，这会掩盖细胞的真实属性和它们之间的相互作用。“这就好比用混合水果慕丝来研究草莓和树莓为什么不一样。”领导该研究的高通量生物中心副教授卡尔·汉森介绍说，而单细胞分析正在成为基因研究中的黄金手段，因为即使是从同一肿瘤组织中采集的样本，也包含了正常细胞和多种癌细胞类型，而单细胞分析显出极微小的差异。" R' E4 C2 s5 E% F& G- k" I6 {
      此外，这种芯片实验室几乎将所有细胞分析过程整合在了一起，不仅能分离细胞，还能用化学试剂将细胞混合起来，通过检测反应过程中的荧光发射获得它们的基因编码。所有这些都能在芯片上完成，不仅操作简单，而且成本效益高。

oucflora

还有吗

千细胞

剩余的一半了，呵呵

关文静

我想知道关于那个干细胞血液的文献，具体是怎么做出来的，因为血液细胞非常难养，干细胞培养出的血液是否有个标准说明里面含有多少种类的血液细胞，多少百分比，氧气，二氧化碳含量对血液的影响很大，而且培养皿通常表层含氧量高，下面含氧量低，血液在身体里是悬浮的，这个培养出的血液应该也是悬浮的，她是如何控制细胞始终不沉淀？太多疑点，最好把原文发给我看看，谢谢921183471@qq.com

NK细胞

继续啊
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