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本帖最后由 细胞海洋 于 2013-10-21 14:41 编辑 5 b4 d6 x- F( y# q+ w- X
; w: g/ ~4 p9 W! z( TCell子刊:利用人多能性干细胞制造前肠干细胞# i# D- } }+ T* `0 k
时间：2013-10-12 14:11:14 来源：生物无忧 作者：davidtower
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6 d0 i( Q* [9 _1 t' K, ]# g 在一项新的研究中，来自英国剑桥大学和曼彻斯特大学的研究人员开发出一种新方法来构建用于制造人肝脏和胰腺的干细胞，从而能够大量地培养这两种细胞类型用于临床使用。利用这种技术，他们首次能够培养纯的自我更新的人前肠(foregut)特异性的干细胞群体，其中前肠位于人消化系统的上端。相关研究结果于2013年10月10日发表在Stem Cell Reports期刊上，论文标题为“Generation of Multipotent Foregut Stem Cells from Human Pluripotent Stem Cells”。
# D+ Z( W( m7 v$ ]. \5 ?1 ~ 研究人员随后培养这些所谓的人前肠干细胞(human foregut stem cells, hFSCs)，并让它们产生肝细胞或胰腺细胞。这种方法显著性地改善现存的培养这种类型干细胞的技术，从而为未来在生物反应器中大量培养它们成为可能。这可能让它们用于再生疗法、修复体内受损的器官或组织以及治疗诸如I型糖尿病或肝病之类的疾病。% I; U8 \1 J9 M, `) K' |. }4 G9 n
论文第一作者Nicholas Hannan博士说，“我们开发出一种允许我们在实验室中特异性地分离hFSCs的细胞培养系统。”
+ v+ B& W! P' c1 u8 ?! b “这些细胞对再生医学产生巨大的影响，这是因为它们是甲状腺上呼吸道、肺部、肝脏、胰腺、胃部和胆管系统的前体细胞。如今，利用这种细胞培养系统，我们可能能够构建出源自这种细胞群体的所有细胞类型。”
4 u3 H/ l" E) k+ q" P: C) b" D 在这项研究中，这种方法也意味着研究人员将能够更加深入地分析前肠细胞的胚胎发育。Hannan博士补充道，“利用这种平台，我们如今能够研究在产生肠道、肝脏、肺部和胰腺的人体发育期间发生的早期模式事件。”
9 L9 I* p' ]: [! J8 w 该方法标志着一项突破，因为它克服了科学家当前培养大量的用于临床的与肝脏、胰腺和前肠其他部分相关联的细胞时所面临的一些限制。, D4 z7 p( A" _* F r! \: n$ D8 d# d+ z$ k
hFSCs起始于人多能性干细胞(human pluripotent stem cells, hPSCs)。hPSCs是非特化的生物学细胞，有潜力分化为三胚层中的任何一种细胞。因为hPSCs也能够自我更新，所以它们有潜力提供一种无限制的临床上可使用的细胞来源。. F# |( V( c( S7 s$ k
然而，要实现这点则需要依赖于科学家开发出有效的方法，通过这些方法他们可以影响hPSCs分化。为了培养胰腺或肝脏细胞，hPSCs需要分化为内胚层---与消化系统和呼吸系统相关联的组织层---细胞。这就提供基本的祖细胞群体，然后研究人员可以尝试利用这些祖细胞开发出更加特化的细胞。
2 x1 }4 t& Z9 R 不幸的是，这种方法是远远不够完善。特别是，它难以产生一个纯的特定祖细胞群体，污染这些祖细胞的错误类型细胞经常能够在细胞培养物中发现。这使得很难在实验室中鉴定出可以进一步分化的靶细胞，从而使得这些细胞在移植疗法中的应用复杂化。在某些情况下，hPSCs还会产生如此多的错误类型细胞以致于所需的祖细胞群体变得不可用。
, \, R9 {* Q' m/ I/ Y; n 为了解决这些限制，研究人员详细地研究了hPSCs特异性地制造人前肠的条件，其中前肠是从口腔延伸至十二指肠的消化系统(包括肝脏和胰腺)的一部分。
- n0 c4 v) g- k2 r+ U 通过操纵hPSCs的信号转导通路、改变培养它们的环境和培养它们所用的基质(substrate)，研究人员能够分离出用来分化为与前肠本身相关联的细胞所需的细胞培养物。当在这些条件下获得受到严重污染的干细胞群体时，这些污染性的非内胚层细胞最终停止增殖并逐渐消失。这种培养系统有助人们最终开发出一种能够被用来治疗任何需要细胞移植的病人的通用培养系统。
: y. b& B9 {( }( d+ W5 a" [$ l4 F 其结果就是研究人员获得更加纯的自我更新的人前肠干细胞(hFSCs)群体。所产生的这些细胞是真正的干细胞，这是因为它们能够自我更新并且能够产生前肠的任何部分。因为它们也仍处于自我更新的阶段，所以人们可能能够培养出足够多数量的hFSCs用于临床治疗。" j) o. I k8 n" g- s( S* Q* ~6 V
研究人员还能够证实这些hFSCs不形成肿瘤，这意味着它们可以安全地用于治疗目的的注射，而不会产生不良副作用。
! x% Q9 R1 d$ I/ ^0 X% F 尽管这种方法不会提高科学家们特异性地产生胰腺或肝脏细胞的能力，但它确实提供了一种可以这样做的更纯的hFSCs群体。论文通信作者Ludovic Vallier博士说，“我们现在拥有的是一个更好的起点---一个可持续产生肝脏和胰腺细胞的平台。这将提高我们产生的这些细胞的质量，而且它将允许我们产生大量未被污染的开展干细胞疗法临床应用所需的细胞。”: A9 {% ]0 j! x9 Y* k" }$ F! C6 A
研究人员目前正在研究控制hFSCs分化为肝细胞或胰腺细胞的基本机制，从而进一步改善这些用于再生医学的细胞类型的产生。2 V$ X& E% l1 f7 t) o
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参照阅读:- b1 s! j8 ]7 [4 ~! P
Stem cell breakthrough could set up future transplant therapies2 r2 r. B% b2 k! K8 ^
原始论文:
5 f9 U% Q* i# g/ X( B. b6 m Generation of Multipotent Foregut Stem Cells from Human Pluripotent Stem Cells, Stem Cell Reports, DOI:10.1016/j.stemcr.2013.09.003 |
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发表于 2013-10-18 23:18
发表于 2013-10-21 14:40
