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楼主: shabi890713
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[讨论] 发起讨论:当前干细胞领域最前沿的10个方向   [复制链接]

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发表于 2011-5-27 22:10 |只看该作者
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& w/ {, @# K- ^6 z$ v$ ^8 z* k) Z! |( l' Q
你这个分类分级想法很好,但操作上恐怕比较难。如果是对整个领域不同方向来分级,这不现实,不同方向的价值不同,不能放在一个平面上比较。只能说对特定方向的发展历程分所未新生直至扫尾的阶段。但这也比较难,一来这需要全面掌握不同领域的信息,第二评估也难免人为因素。不过,我觉得你自己的方向和相关方向不妨尝试一下,说不定有好处。起码可以帮助你更好把握自己的方向,理清思路。9 h7 }# A1 g5 k& ?# B  d4 c

9 M8 g" G. t* O6 z/ y任何事物的比较,首先是可比性要有。
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发表于 2011-5-27 22:13 |只看该作者
肉肉 发表于 2011-5-27 21:59
: A: Y, a8 P5 j$ B8 b2 Q1 g我补充一点就是 可以用胚胎干细胞结合核移植来做治疗性克隆。就是先拿病人的体细胞核移植,然后用囊胚来培养 ...
. h. M" e6 _! \0 T' Y3 f' o
治疗性克隆其实一直没有消失,它比iPSC也有自己的优势,不过技术难度比较大,也有囊胚来源的局限。
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发表于 2011-5-28 11:19 |只看该作者
本帖最后由 shabi890713 于 2011-5-28 11:23 编辑 $ i3 t" a& w; Z/ n

" f/ W1 \( n2 a0 h9 G1 o: X# m3 X回复 tpwang 的帖子+ {/ E: |  z! s# @$ I8 A
" X, c/ t, l% R& w/ D* ?
我再对tpwang先生的一些提问谈谈自己的看法,可能由于个人知识的浅薄有回答不周的地方请各位前辈包涵。$ l, H4 y8 D3 x2 ~3 y6 T

, X3 R% j/ h1 F% u5 l4 \1. 利用非整合基因条件下实现间充质干细胞转分化研究(如脂肪干细胞转分化为血细胞、皮肤、角膜、内皮、β-细胞等),或者非整合基因条件下实现成体细胞同胚层甚至跨胚层的转分化研究;1 L$ p2 X$ X+ H  }: P
间充质干细胞相比较体细胞转分化的优劣势各是什么,为什么要搞间充质转分化,已有哪些苗头?+ w2 K0 ~" I6 t8 f* v9 x  P
间充质干细胞转分化的优势很明显。目前研究表明,MSCs的作用可能并不是用来替代受损的间质组织,其最基本、最重要的作用可能是抑制“免疫监控”及创造一个有利于受损组织修复再生的微环境,所以由它转分化而来的细胞与受损组织周围细胞之间的契合度较高。并且难度也较体细胞转分化简单。假如我们用物理学的角度来思考,高能级向低能级的跃迁要比同能级细胞之间的立定跳远来的容易。虽然间充质干细胞的转分化已经有一定时间的尝试,但是在过去的7,8年中也碰到一些问题,比如扩增能力个体差异很大;潜在的肿瘤细胞污染风险;培养需要一定的时间,不能及时适应病情的需要等。
2 M6 X$ V  _7 x" y. l* o$ O, K0 a5 l体细胞同胚层以及跨胚层转分化理论上已经实现,现在的问题是能在多大范围内实现,非整合手段可能有那些,更重要的,转分化的机制可能是什么,以及与发育过程、iPSC机制的关系如何(比如丁盛的半路转分化就很有意思)。体细胞“体内”转分化的优势我个人觉得1.在于临床应用中的“原位”二字;2.帮助我们更清晰了解病理从而在预防医学中相关的应用。转分化的机制我个人欣赏tpwang先生之前一篇大一统的观点,我们要看重的不应该仅仅是similarity,而应该是plasticity和flexibility。* m& T* D% N( E0 i  g
/ d! x4 s; X' r! P8 y: \! H
2. iPS和ES在表观遗传修饰、非编码RNA水平以及发育过程中的差异研究. 3 I2 @* o% f4 l8 F7 J5 g5 w
表观遗传的差异已有一些证据,非编码RNA水平指什么,诱导iPSC?而iPSC在发育过程中的差异指什么呢,iPSC和发育有关系吗,或者是说对研究发育过程有意义?* P5 D% ~8 e# I4 q0 R. C
非编码RNA主要是指Lnc-RNA水平的差异。我们已经有能力得到表观遗传修饰谱,micro-RNA谱,但是Lnc-RNA仍是空白。我们已知LincRNA-ROR和HOTAIR对于ES和iPS自更新有帮助,但这只是相同点,不同点是否存在?至于发育则是指比如四倍体补偿获得的iPS小鼠,ES小鼠以及正常小鼠之间在不同时间段不同生理指标上的差异。5 g' ^. G* L2 u' V

) @" @0 S1 x' J1 [5 P  R9 J3. iPS/ESC/肿瘤细胞在胚胎微环境及非胚胎微环境条件下分化行为比较性研究;
1 v6 M6 j% I! m( l' E是指这三者的胚胎及非胚胎微环境平行比较,即3 x 2比较研究?有什么意义?iPSC在“非胚胎微环境”指什么?( V& n* }7 }! s  |  F2 e8 A
个人觉得这个方向的重点不是三种细胞本身,而是对胚胎微环境的进一步解析。裴端卿前阵子开会时曾说,他觉得iPS诱导效率的低下主要问题出在培养条件上。当然他这么说有偏袒他自身研究方向的原因,但是胚胎微环境的重要性不言而喻,我们常用的feeder离完美的微环境究竟还有多远?. 4 C& [" `( j8 l8 B( G

, Q/ O# t2 f" E% K4. iPS诱导方式、效率、安全性的优化以及重编程机制的研究5 r3 }, p8 f* q1 T
5. 胚胎干细胞系的建立、维持自更新以及定向分化机制的研究7 |' N7 ^' k; u& w# ^( c
6. 成体间充质干细胞维持自更新以及定向分化机制的研究
1 E0 C9 I5 J. \% N; E: O7 Z这三条是经典方向,自我更新、重编程和定向分化机制研究的各自出路何在,不妨细化。
6 C: b9 ~4 D! v9 a1 `# z$ `) ^* g首先micro-RNA的诱导方法期待有更多的实验室能来重复,是否真能达到10%的诱导效率需要检验。我个人很好奇iPS诱导方式还能有什么突破?更多新颖的转录因子的发现?化学添加剂的使用?转导方式的改变?甚至是否能通过改变端粒长短,或者改变Lnc-RNA水平来诱导,纯属YY。
$ W$ j) V1 X6 i: s1 F( k# K) z+ u
7. 针对某种疾病的以干细胞为靶点的药物安全性、有效性体外评价模型的建立
! d. Z0 \) p* a2 l. q4 T“以干细胞为靶点”是指疾病干细胞模型分化得来的细胞为药物筛选载体,还是说直接针对疾病状态的干细胞为药物的作用靶点,这么考虑的依据和目的是什么?
0 z, m3 F, }3 @: N8 x" J; M+ _干细胞由于其活细胞的生物学特性,要获得良好的临床疗效不仅需要考虑选择合适的适应症,最佳的细胞类型,适合的细胞制备、储存方法及运输时间、方式,也需要考虑给细胞的最佳时机和途径等诸多变量,这些因素都在约束、影响着干细胞的临床疗效。这就需要建立一个全新的、不同于化学药品的转换平台,以尽可能控制干细胞从实验室走向临床的每个环节中的关键变量,如干细胞采集、分离、制备、储存等操作过程的标准化,如储备临床治疗所需的不同组织来源的干细胞。
6 `3 [1 ]! Y) c% Z4 c  N; A
. j  Z" k% c/ c% f/ j# D  o& H0 j
- r% N2 c0 G4 L' y/ `4 z8 干细胞以及iPS细胞生物学效力评价方法的建立;
" L+ Z2 g6 ?- X  C9 ~' G“生物学效力”的操作性定义和指标是什么?( H9 T6 G. h3 @, {& w/ `5 l
不同方法诱导得到的iPS具有分化和发育潜能的评定。以及不同来源干细胞和iPS系统的命名和归类。归类的标准的选择(表面marker是否可靠)4 Z' w$ Q7 {& h9 H( t
: M7 W4 `+ ?+ u
9 临床应用中诱导干细胞向靶器官病理归巢研究) T# L) G( k3 m5 G8 T
干细胞归巢是个大问题,相关的干细胞微环境以及体外模拟微环境将是一个重大方向。"
6 f- B* z( e- I这条期待大家的补充,我不太了解,是参考sunsong7先生的帖子。
7 j8 z% K- W" V' n2 D$ ]( x7 z+ ~& B2 X6 o, R' e
10. 干细胞与肿瘤的关系(同源性、致瘤性、促瘤性、抑瘤性?)
( q7 w* Z; k: q8 g  r- v- O* p干细胞与肿瘤的关系固然是个大课题,但目前来看,寻找确定可靠有效的肿瘤干细胞标记和分离方法才是关键,否则肿瘤干细胞的概念就无法实质化,干细胞与肿瘤关系的研究就缺了一个有效关联。: M/ t# A" E  F* |8 y
我觉得除此之外目前在应用间充质干细胞时发现了它的促瘤性和抑瘤性。Khakoo等通过体外及体内实验证实,MSCs与肿瘤细胞接触时,可通过抑制靶细胞磷脂酰肌醇3激酶-蛋白质丝氨酸苏氨酸激酶(P13K-Akt)信号途径中Akt蛋白激酶活性,直接抑制肿瘤细胞生长而不依赖宿主自身免疫系统。/ n* I! b0 ^# `" G* ~0 Y
但是有趣的是间充质干细胞也参与了肿瘤的组织构建(分化为成纤维细胞来支持肿瘤),或者过表达趋化因子、促进血管新生来促进肿瘤生长。, e* ?6 N- f5 ^  P! p9 u/ x
这些背后的原因是否是由于干细胞和肿瘤某种同源性而导致的呢?
( t$ F7 \+ s5 n0 a) q0 c; Z6 r* @
/ h4 N) l# p) N, d# @4 y0 D6 ?: [7 x) |" `+ _) D9 D
11. 结合组织工程,能否将ES/iPS分化成有功能的组织或器官?
7 a% S! |5 s9 g0 g应该能,这更多是个工程技术问题。不过说“分化”不如说“体外培育”或者如一些时髦说法:打印之类。6 K# r5 r  \# g/ \- X
目前已经有不少“3D培养环境下自组织成型”(Self-organizing morphogenesis in three-dimensional culture)的报道,再加上一些生物材料科学的发展,是个很有前景的方向。
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sunsong7 + 10 + 10 支持独立思考!
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发表于 2011-5-28 11:52 |只看该作者
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个人对niche 及干细胞归巢较为感兴趣, 对于非胚胎微环境是指的是体外的微包埋环境吗?新手提问!
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发表于 2011-5-29 02:28 |只看该作者
本帖最后由 sunsong7 于 2011-5-29 02:31 编辑 ( m: u* f# v, f
" P- q% V$ }% ~" a! S& d, B
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6 B5 J/ e& [' z# P% h
关于“8  干细胞以及iPS细胞生物学效力评价方法的建立: 生物学效力”的操作性定义和指标是什么?"  老狼解释一下:
" A5 w0 o; K3 }! R+ ]
! Y/ l( j. ]' n7 V5 s; H生物学效力(biological potency)或称为“效价”是一个评价生物药物有效性的重要指标,用来测量药物产生特定生理功能的浓度或数量;
* L9 ^  M. y* B* {/ O生物药物的物理数量(质量)往往无法直接代表其生物学效力,如蛋白质失活后含量不变效力下降,一般需要重新定义效价单位做为金标准来衡量其生物学效力;
: }1 H  c8 g) [5 }譬如:通常用抑菌试验的半数抑制微生物生长的最高稀释度测量抗生素效价单位,干扰素用细胞病变抑制法(CPE)测量能抑制50%细胞病变或50%病毒空斑形成效应的最高稀释度来测量干扰素活性单位;/ F" [. x) e0 N6 S0 v
$ w: ^. k2 e6 K- Z/ S8 t6 Z
干细胞的生物学效力测定是当前一个空前的难题,干细胞的定义单位需要能够衡量细胞的增殖、分化或免疫调节量效关系,人们尝试用活细胞计数、表面标志物、表达因子等等都无法真实反映干细胞的生物学功能;
+ o" g2 n6 m8 T, q$ u; S活细胞在不同的制备、保存条件下生理状态不同且处于不断变化之中,细胞表面标志物甚至无法区分死的活的细胞,诱导分化试验虽然比较直接,但是很难定量,而且周期长、变异性大,还有人用T细胞共培养抑制法问题更加突出,除了周期长变动大外,供试细胞株来源差异极大,经常造成矛盾的实验结果....动物实验问题更多;
3 ]9 }0 B& J7 j) h+ p干细胞生物学效力测定是目前制约其临床应用的一个重要瓶颈,建立干细胞生物学效力需要实现一下几点:+ X0 S9 A0 E. k4 R5 r4 u
! h& b) |' ~# C& O2 t% X+ E
1.  效力指标设定需要找出与临床治疗效应相关的关键机理通路,能够真实反映量效关系;这一点实现起来最困难,干细胞是多靶点、多同路的;: q/ `6 x$ j: Q7 G" O. T
, }: x4 S  T( Y8 m0 \
2. 效力指标设定需要能够代表细胞制品在制备过程中与临床使用时具有一致性;
/ I5 t+ ~# I: x+ L# P5 @% M8 I4 d! X. v# b
3. 效力指标设定应是优化的,最好用体外试验来替代动物模型,要求操作便捷、能够成为制品放行标准;, c  n' A" F' I. Q8 k7 m8 n; R
7 s5 [% T7 z: M
4. 效力指标设定应通过分析方法学验证:线性、范围、准确度、精密度(包括重复性和重现性)、检测限、定量限和耐用性等;
6 v  |# i/ A; B% n/ Z( b+ B
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发表于 2011-5-29 03:02 |只看该作者
本帖最后由 sunsong7 于 2011-5-29 03:04 编辑 $ v' C/ W# u: v! L% P
  u: I) m, h6 Y
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+ j/ T+ h0 U! K% D" ?" w; L& \
. m4 l( t: W. ^2 T9 ?, J关于“9 临床应用中诱导干细胞向靶器官病理归巢研究”问题:所谓干细胞归巢(homing)就像天空中的鸟儿夜晚回鸟巢一样,回到niche中睡觉。
6 X# I7 o% ^- y, ~  E5 B' t/ f2 |, ~1 G8 a& G
归巢分两种情况,一种是组织归巢“哪儿凉快儿哪儿待着”,这种情况下干细胞回家睡觉;第二种是病理归巢“哪儿热闹去哪儿”,这种情况下干细胞进入活跃状态去发挥功能。- a8 d$ p" T9 Z$ v1 T) Q
" u, P5 d/ h4 b+ v. D
目前问题比较大的是,静脉输注大部分干细胞都被肺部截留,而且干细胞可以多组织、多器官归巢,特别是肿瘤还有招募干细胞的能力,想想吧,多可怕;+ u- ~5 K/ `) X8 G( X* B

% K+ d) k- L( }7 p# N- ~% d9 v" D本来是拿干细胞治病,结果干细胞偏偏去了不该去的地方(非靶组织归巢),干了不该干的事情(非目标组织分化),产生持续不可耐受的生理反应还无法终止,该如何是好?/ j. ]3 x9 Z, p7 h% d7 @. A

1 D% D: J3 ?2 I. ~$ p) R【扩展阅读】
- w4 f8 P! |8 m. U# Vcell综述:MSC的归巢迁移 http://www.stemcell8.cn/thread-16493-1-1.html
/ M0 J+ D' I' u& q. W, Z8 J中国人热火朝天干iPS细胞,美国人悄无声息搞aECM...http://www.stemcell8.cn/thread-40290-1-1.html' U( o0 a1 z: ~8 _
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发表于 2011-5-29 03:07 |只看该作者
关于“干细胞与肿瘤的关系”参阅:http://www.stemcell8.cn/forum-re ... 180-pid-350860.html
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发表于 2011-5-29 03:14 |只看该作者
关于“3. iPS/ESC/肿瘤细胞在胚胎微环境及非胚胎微环境条件下分化行为比较性研究;”请参阅:& r* `2 n, e, ^" h% e- [0 o
: A3 ~7 W: k3 f- R3 u
遗传物质研究是解决肿瘤问题的方向性错误 http://www.stemcell8.cn/thread-39452-1-1.html
, V* B4 V8 p5 l0 F
8 h* k% x4 m& K7 A0 q( H* Acancer——good cells in bad niche http://www.stemcell8.cn/thread-40375-1-1.html
0 H3 }9 T8 @0 A- G6 V; h8 G
: k3 I4 a# l0 i2 K癌细胞的发生可能是一种“返祖”现象? http://www.stemcell8.cn/thread-32073-1-1.html
' T+ x! \1 ]" @$ ^0 ^7 a5 E
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发表于 2011-5-29 03:34 |只看该作者
本帖最后由 sunsong7 于 2011-5-29 03:48 编辑 : O5 ~6 S; I7 B- M& H8 W  b
w1986725 发表于 2011-5-28 11:52
7 _% W' ]" b- W3 c1 ?. Z个人对niche 及干细胞归巢较为感兴趣, 对于非胚胎微环境是指的是体外的微包埋环境吗?新手提问!
6 i  \" u5 s% |" A7 b4 U

2 T5 P/ N& e" g# ?“非胚胎微环境”相对于囊胚微环境而言,指的是成体干细胞所处的微环境,有证据表明全能性细胞(ESC,iPSC, cancer?)在胚胎性微环境中倾向于有序分化,在非胚胎性微环境中倾向于形成肿瘤。
4 k( T" X$ h/ `0 }8 F+ U4 }# s) X: F% O0 A  `
老狼以为所谓“药物”就是微环境调节物质,我们期待着通过细胞微环境的研究实现无外源干细胞的引入的干细胞治疗(cell-free therapy)——“干细胞原位再生”,也可以考虑当然人工干细胞壁龛(artificial niches)模拟“胚胎性微环境”及“非胚胎微环境”,实现肿瘤改邪归正(诱导分化)或持久酣睡(控制在G0期)。
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发表于 2011-5-29 04:17 |只看该作者
本帖最后由 sunsong7 于 2011-5-29 04:24 编辑
$ K6 \& c2 J; N3 _  i8 f2 L& F
dnarna 发表于 2011-5-27 13:18
6 [8 B% k- W2 u3 m# }5 a/ Y全是大概念,适合你老板使用。. e5 n( c8 N7 C; Y% |0 b- w& z

' V; \2 k0 W4 q确定一个具体的问题才是你应该考虑,不要总是“机制”机制,,,否则将来 ...
! R) i8 p. x+ t; F
/ w' e0 H! P! B! c
“选择比努力更重要!”——方向错了,解决问题的方法越多距目标则越远,说实在的,我国的高校老板把方向弄错的不在少数,这也是我们的基础学科只能跟随洋人吃剩饭的原因...+ [0 i9 Y+ ]. ~" Q( K" |

! B! l. x  T  F  E& e' {) ?我们的教育体制只培养“好学生”,而批判性思维是西方高等教育的目标之一(参阅 批判性思维 http://www.stemcell8.cn/thread-39581-1-1.html) _% S- ?% s& I* [6 r
! ^: |4 A" Z' n. N4 X
“良禽择木而栖”,与其接受没有方向感老板误人子弟的命运,不如独立思考果断选择与“牛人”为伍。9 O! {$ W5 I; U+ X; m
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