让大脑干细胞不分化的新方法

bobo

日期: 2005-08-25 今日/总浏览: 1/382& w1 p1 `  [6 C1 ~

# b3 u* E* m; A8 |0 f. D6 V$ V0 D5 Y& R9 t
2 o$ ^% p* }2 s
/ G9 i0 |$ {" E0 C/ ~0 b4 Z  h' {
之前的研究表明，由于特定生态小环境中的分子信号的禁锢作用，生物体中的干细胞能够不断扩增而不会发生分化；在没有这些信号的培养皿中，这些干细胞则发生了分化。多功能的小鼠胚胎干细胞（ES细胞）是一种有潜力发育成许多不同细胞类型的特殊干细胞类型。由于这种细胞能够对称分裂，因此大量人工培养的ES细胞都是相同的。这使得研究人员想知道：身体中的何种条件使得干细胞不会分化？为什么ES细胞会是唯一一类在培养皿中不会分化的细胞类型？以及研究人员如何能在实验室中创造出未分化的组织特异性干细胞？
" z# R5 X; E5 f/ H在发表在PLoSBiology上的一篇新的论文中，AustinSmith和同事发明了一种能够促使由ES细胞衍生的小鼠大脑干细胞进行对称分裂的方法。他们的这种新方法创造出了一种组织特异性干细胞分化的开关：这些细胞能够扩增而不发生分化，并且还能变成正常的脑细胞。研究人员还打算在不需再次创造出身体形成自己的大脑干细胞所需的高特异性的微环境——稀薄的神经球的情况下培养这种大脑干细胞。
) `3 U- a6 V# b7 y: p许多研究人员相信在身体中，这些微环境阻止干细胞的分化。例如，神经球含有一些漂浮在分化细胞群中的未分化大脑干细胞。神经球的一个特征是其中大脑干细胞所占比例非常低。事实上，由于神经球所含的大脑干细胞数量太少，因此使研究人员花费了很长的时间和精力才观察到它们的存在。但是通过在神经球外培养大脑干细胞，研究人员发现一个复杂的微环境并不是必须条件。为了培养这种干细胞，Smith和同事同时使用了表皮生长因子（EGF）和纤维原生长因子(FGF)。
8 {4 S0 z- V; _先前，研究人员用FGF培养大脑干细胞，并且当消除FGF时，细胞就无法分化和成熟。但是，Smith培养的这种细胞在消除这种混合的生长因子后能够变成成熟细胞。他们观察到了神经元和星细胞——大脑干细胞成熟的两种细胞类型。" |, P9 u+ h3 N5 o7 c
接下来，研究人员将会利用这种新技术来培养出大脑的这种细胞以用于研究它们的基础性质以及用于神经退化疾病的研究（生物通记者杨淑娟）。
& x, f% v' {) R+ b( z4 d2 O4 \8 o' X3 O
　　英国科学家已经从人的干细胞中培育出世界上首批纯大脑干细胞。这次重大突破对治疗阿尔茨海默病和帕金森病等神经退化性疾病具有重要意义，还能减少用于医学研究的动物数量。
/ t) d7 q  }- ~) T2 x　　英国爱丁堡大学干细胞研究机构的奥斯汀·史密斯从带有表皮生长因子和纤维原细胞生长因子的两种蛋白质的老鼠胚胎中提取干细胞进行研究。4 l" b/ y5 o/ n
在此之前，科学家们已经知道，表皮生长因子和纤维原细胞生长因子与胚胎脑的正常发育有关。在证明老鼠胚胎干细胞转化成脑干细胞后，研究人员开始对人的胚胎干细胞进行了多次试验。
+ {: y- P  q0 U- v3 V. I! f- h　　在此之前，科研人员也培育出人脑干细胞，但都不纯。纽卡斯尔大学的科学家用志愿者捐献的卵子和干细胞的遗传材料克隆出一个人类胚胎。三个月后，他们成功地培育出高纯度的人脑干细胞。史密斯教授的同事、在《大众科学图书馆生物卷》杂志上发表论文的联合作者之一史蒂夫·波拉德表示：“在过去的研究中，你培育出的都是些混杂的细胞组织，里面并不是只有神经干细胞，还有许多被‘污染’的胚胎干细胞。”, r$ f, v( m4 e9 c
: t/ S0 c) F! H* o6 b) U
　　利用纯大脑干细胞能做些什么
) E% v8 K: G' T+ `/ T　　就近期来说，科学家可以利用这项技术为他们的研究培育细胞组织。波拉德教授说：“我们会将它们用在基础生物学研究上，努力探求干细胞是如何工作的。这是一个理解胚胎干细胞和脑干细胞差异的好机会，前者可以发育成人体的任何一种器官，后者只能发育成大脑。”
+ ]4 v2 }, Y1 o# V) f　　通过修正基因，科学家还可以利用这项技术模仿大脑疾病。获得从事商业化研究特别许可的干细胞科学公司首席科学官提姆·奥索普说：“这些人脑细胞的稳定程度和纯度在组织干细胞领域都是独一无二的，这是干细胞研究向前迈出的一大步。许多药品公司主动与我们联系，希望用这些细胞试验、开发新药。我们也期待着与他们合作，进一步发展这项技术。”
  `% ~9 X& i7 H/ ]$ H" {　　在长远来说，这项技术增加了用培育的细胞替换受损脑细胞的希望。但史密斯教授指出前面的路还很长：“我们知道如果把这些细胞放回大脑，它们可以存活，但是，它们是否可以做一些有用的事，这是一个非常复杂的问题。”* V3 _8 {" |) N0 D/ s. G" M

, v" x& ?  ?2 w- v* ^
+ D* b0 n. N; p8 N2 ^  _" U: A2 `- G4 K7 e

' [# e9 @* J3 i4 X, H+ D6 _
" }+ p" C  ]" P作者: 2 u3 {. g+ P! t& {, i  B# D
来源: 生物通$ y  v2 W1 x7 z( I
发布者: 刘斌