Cell Stem Cell八大热点文章（11月）

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生物通报道：《Cell Stem Cell》杂志是2007年Cell出版社新增两名新成员之一（另外一个杂志是Cell Host & Microbe），这一杂志内容涵盖了从最基本的细胞和发育机制到医疗软件临床应用等整个干细胞生物学研究内容。这一杂志特别关注胚胎干细胞、组织特异性和癌症干细胞的最新成果。《Cell Stem Cell》自创刊以来就倍受关注，影响因子迅速提升，从0一冲至16.826，又达到了22.387。其中最受关注的文章包括：
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$ u! z. G6 l& Y) n1 AZika Virus Infects Neural Progenitors in the Adult Mouse Brain and Alters Proliferation
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7 M1 q% f3 T! K4 j. B在怀孕期间感染上寨卡病毒（Zika virus, ZIKV）的妈妈产下的婴儿中出现的小头畸形和相关的出生缺陷被认为是正在发生的寨卡病毒爆发所导致的最为严重的后果。然而，与这种蚊子传播的和性传播的病原体相关联的格林-巴利综合症（Guillain-Barré syndrome）和其他的神经疾病的发病率不断增加表明寨卡病毒感染也给成年人带来风险。
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近期的多项研究揭示了寨卡病毒如何感染胎儿脑细胞。如今，在一项新的研究中，来自美国洛克菲勒大学等机构的研究人员和他们的同事们研究了在小鼠体内，寨卡病毒感染如何影响成体脑细胞。事实上，正如对胎儿神经祖细胞那样，寨卡病毒也对成体增殖性神经祖细胞和未成熟的神经元具有偏好性。# j' U# `1 S# r' K2 ~( P

1 X4 e9 f4 I, `$ ?2 HZika Virus Infects Human Cortical Neural Progenitors and Attenuates Their Growth) T& q4 b2 z" `/ d% M

0 f- M0 H) d' U研究显示寨卡病毒能感染形成大脑皮层的神经干细胞，阻碍这些细胞的生长。
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: o& k& p. A) p. g! e1 O; P3 KJohns Hopkins大学的宋红军（Hongjun Song）、明国丽（Guo-li Ming）夫妇与佛罗里达州立大学的Hengli Tang领导研究团队日以继夜地进行了一个月的研究。他们用人类诱导多能干细胞生成神经细胞，建立了研究寨卡病毒的新平台。$ I* u, v, j. _1 a4 Z5 A1 O8 Y5 `4 k9 c

; Y- P) V& i. g! j" S1 B. i1 {( f5 T4 G鉴于人们一般是被蚊子携带的寨卡病毒感染，研究人员将病毒在蚊子细胞中培养几天，然后再用它们感染人类神经细胞。研究显示，大脑皮层的神经前体细胞被感染之后成为了寨卡病毒繁殖的天堂，病毒颗粒在短短三天内就扩散到了整个培养皿的干细胞。而且研究人员没有发现细胞启动抗病毒应答，还不清楚病毒是否会被清除出去。
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7 [, G* y1 ?9 q- E这项研究告诉我们，寨卡病毒可能对大脑皮层的破坏最大。“这只是第一步，还有很多工作要做，”宋教授指出。寨卡病毒还有许多问题有待解答，比如为何成年感染者症状轻微，病毒又是如何进入胎儿神经系统的。+ g6 n( b+ Y7 T0 D+ s1 f
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宋红军、明国丽等寨卡研究获重要突破" ?; x+ R. z0 ?  O/ |

! l& s, `2 C: y' s1 M' S* U; bTargeted Epigenetic Remodeling of Endogenous Loci by CRISPR/Cas9-Based Transcriptional Activators Directly Converts Fibroblasts to Neuronal Cells) I+ K% `+ n7 y) U) Q& Z" b& ]
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来自美国杜克大学的研究人员开发出一种不再需要导入额外基因拷贝的策略。相反，他们利用一种经过基因修饰的CRISPR/Cas9基因编程技术直接激活已经存在于细胞基因组中的自然拷贝。
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这些早期的研究结果表明相比于永久性地将新的基因加入到宿主细胞基因组中的方法，利用这种经过基因修饰的CRISPR/Cas9方法实现小鼠胚胎成纤维细胞直接变成神经元的转化过程更加完全和更加持久。6 R  s+ }5 Z; c/ ^- l: e5 N

( X3 p% F4 r& P: w这些神经元细胞可能能够被用来构建神经疾病模型、发现新的治疗方法和开发个人化疗法，而且可能在未来开展细胞疗法。! Q" Q/ G- P1 a( _* q

; x2 W4 ?# r. t3 ^5 }5 I% D9 ?Neural Subtype Specification from Human Pluripotent Stem Cells
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人类多能干细胞 (hPSCs)是目前生物学领域最引人注目的话题之一，其原因在于hPSCs可通过改善机体再生能力，为治疗许多疾病提供了一个潜在的途径。此外，hPSCs系统也适用于药物筛选和毒性测试。 ! J0 A$ m+ l% X# x0 @9 J2 m4 Q
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通过hPSCs构建神经发育模型，为分析神经早期发育，病理进程和治疗方法开辟了一个新的通道，在Cell Stem Cell杂志上，威斯康星大学麦迪逊分校Waisman中心的张素春（Su-Chun Zhang）教授发表综述，介绍了来源自人类多能干细胞的特化神经细胞。
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他指出，hPSCs来源的功能性特化神经细胞亚型具有根据动物实验得来的发育基本规律，操控这些规律能获得高度富集的神经类型（类似于大脑中的功能属性）。并且利用这些亚型，能进一步快速发育成成熟神经，以及随着环路整合发生的衰退，从而帮助科学家们了解疾病和细胞治疗中hPSCs的潜力。: M9 e1 _6 e& o% S1 y
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张素春教授Cell Stem Cell：多能干细胞分化特化神经细胞0 D0 p" E& s9 e4 y/ i
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Generation of Rejuvenated Antigen-Specific T Cells by Reprogramming to Pluripotency and Redifferentiation7 ^" U9 c; }1 F: @7 L; z: v

4 x) A% @+ R$ l1 l) ?/ h0 w两个独立的研究小组报告称，他们利用干细胞技术成功再生出大量的、长寿命的患者免疫细胞，这些细胞能够识别它们的特定靶标：HIV感染细胞和癌细胞。两项研究成果有可能帮助开发出新策略，恢复患者衰竭的免疫反应。3 I8 s  d# w( c
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两个研究小组所采用的方法是：利用已知因子将成熟免疫T细胞转化为诱导多能干细胞(iPSCs)。随后研究人员扩增这些iPSCs，之后诱导它们再分化为T细胞。这些新生成的T细胞生长潜能和寿命大大提高，同时保留了它们原有的靶向癌症和HIV感染细胞的能力。这些研究结果表明，采用iPSC技术操控T细胞，对于未来开发出更有效的免疫疗法可能是非常有用的。
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: |; z' Y: p1 X1 {Induced Pluripotent Stem Cells: Past, Present, and Future9 {' M7 H7 j( a7 e' o; |
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第六篇是山中伸弥（Shinya Yamanaka）的综述文章，他近期由于荣获了2012诺贝尔生理/医学奖而备受瞩目，其此前发表在这篇综述文章也受到了追捧，文章概况了诱导多能干细胞研究的过去，现在和未来。
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8 k0 H" k2 A+ B$ h) \文章指出，iPS细胞的发展反映了三大科学主流的交融结合，并由此产生了更多新型研究学科分支。但是关于iPS细胞在功能上，是否与胚胎干细胞一致，还存在众多纷争。要解决这一问题，只能通过科学，而不是政治或者商业。
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Molecular Criteria for Defining the Naive Human Pluripotent State9 s9 F" Y; ?; {4 d& K

: D) A( g7 M7 y( f$ l3 B8 `瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）和美国的科学家们开发出了一种强大的方法，确定人类胚胎干细胞的特征以及它们的医疗应用潜力。
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第一个标准涉及一种严格的检测，看看原始态干细胞对小鼠-人类胚胎的贡献。如果生成的生物体（所谓的“嵌合体”）包含任何人类的DNA，这标志着这些干细胞移植成功。2 z, u1 Y. [- v' i, X( S
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第二个标准是检测450万个称作为“转座子”的RNA生物标记物的表达谱，转座子是可以在基因组中四处移动的遗传元件——事实上，它们构成了一半的人类基因组。由于它们可以通过将自身插入到基因中引起危险的突变，在胚胎早期发育阶段转座子实际上受到抑制。然而，一些转座子也调控了基因表达，在维持生物体稳态中起至关重要的作用。研究人员证实分析在干细胞中活化的转座子是它们多能性阶段一个极其敏感和高度可重复的指标。
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; L, J5 L, r% \# \* A( @  J: h第三个标准的焦点是这些细胞的DNA甲基化状态，相比于始发态(primed)胚胎干细胞，原始态胚胎干细胞中DNA甲基化较低。最后，第四个标准是女性原始态细胞中X染色体的表观遗传状态，其与人类植入前胚胎相似。! n+ U% d" q1 T$ h7 h/ u; m1 j

. U; j3 C) i6 d7 @: {Transcriptome Profiling of Patient-Specific Human iPSC-Cardiomyocytes Predicts Individual Drug Safety and Efficacy Responses In Vitro) N, x5 F# p6 W

$ F9 }# h& ^# f" n9 o$ I斯坦福大学医学院的研究人员最近证实，源自诱导多能干细胞的心肌细胞能忠实反映供体原始心脏组织中关键基因的表达模式。这些细胞可以作为患者的替身，帮助医生们判断治疗药物的副作用。
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- a5 t1 _( ~0 P1 ]- E( o研究人员用七名志愿者的iPS细胞制造心肌细胞，这些志愿者均没有心脏病遗传易感性。他们通过RNA测序比较了心肌细胞的基因表达模式，还在心肌细胞中测试了治疗二型糖尿病的罗格列酮（rosiglitazone）和器官移植所用的免疫抑制剂他克莫司（tacrolimus）。这两种药物会损害有些人的心脏，但人们一直无法判断哪些患者会受到影响。
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研究人员发现，对于同一个体不同批次的iPS细胞而言，心肌细胞的基因表达模式有很好的对应关系。但不同个体之间有显著的基因表达差异，尤其是涉及代谢和压力应答的基因。实际上，有一个人的关键代谢通路出现了很异常的基因表达。iPS进入临床的重要一步
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（生物通：万纹）

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千细胞

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