華裔科學(xué)家PNAS發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞“溫室”
來源:生物通 |
來自斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)抽出的人體脂肪是培養(yǎng)干細(xì)胞的最佳“溫室”,利用從脂肪培育的干細(xì)胞,可以迅速轉(zhuǎn)為其它身體細(xì)胞,用以修復(fù)皮膚、內(nèi)臟、肌肉、骨骼。而且這種脂肪細(xì)胞并不需要小鼠纖維原細(xì)胞,這可能有助于減少在人類患者身上使用時(shí)導(dǎo)致并發(fā)癥的因素。這一研究成果公布在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是斯坦福大學(xué)華裔科學(xué)家吳慶明博士,現(xiàn)任斯坦福大學(xué)心血管與放射醫(yī)療學(xué)助理教授,其實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)新技術(shù)培養(yǎng)出可發(fā)展成各種不同形式細(xì)胞的多潛能干細(xì)胞,曾獲國(guó)家健康研究院 (National Institutes of Health)創(chuàng)新獎(jiǎng),150萬美元研究經(jīng)費(fèi)。 2007年日本京都大學(xué)首次研發(fā)出利用人體皮膚細(xì)胞,培育出干細(xì)胞,而不需另用胚胎來培植,稱為IPS Cells。之后大多數(shù)把成體細(xì)胞重編程從而變成其他類型的細(xì)胞用于研究或疾病治療的嘗試都把重點(diǎn)放在了皮膚細(xì)胞上。但是盡管皮膚成纖維細(xì)胞可以被誘導(dǎo)產(chǎn)生干細(xì)胞系,這個(gè)利用成體細(xì)胞的過程極為耗時(shí)而且效率低下。 在這篇文章中,研究人員發(fā)現(xiàn)了成體干細(xì)胞的更可行的一種來源——從脂肪培育的干細(xì)胞,每個(gè)人體內(nèi)都有脂肪,全美30%到40%的人過重。由于脂肪來源很多,不像其它細(xì)胞需要三周的特別培育,在脂肪中就可以快速的培育出干細(xì)胞,也可以快速設(shè)定這些干細(xì)胞,應(yīng)用到需要的地方。 研究人員從45-60歲的成年人體內(nèi)分離出了脂肪細(xì)胞并嘗試?yán)靡环N現(xiàn)有的遺傳打靶方法把這些細(xì)胞重編程成為干細(xì)胞。與此同時(shí),這組科學(xué)家用成體皮膚細(xì)胞進(jìn)行了同樣的處理,結(jié)果脂肪細(xì)胞產(chǎn)生成體干細(xì)胞的的速度幾乎是皮膚細(xì)胞的2倍,效率幾乎是皮膚細(xì)胞的20倍。 而培育iPS細(xì)胞涉及4種轉(zhuǎn)錄因子(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)的表達(dá),在皮膚成纖維細(xì)胞中,這4種轉(zhuǎn)錄因子基本不表達(dá)或表達(dá)水平很低;而在脂肪干細(xì)胞內(nèi),2種轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)水平高于皮膚成纖維細(xì)胞,表明在初始狀態(tài)下,脂肪干細(xì)胞更容易被誘導(dǎo)。 研究人員在脂肪干細(xì)胞和皮膚成纖維細(xì)胞中分別加入能夠編碼4種轉(zhuǎn)錄因子的基因后,約0.01%的皮膚成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)閕PS細(xì)胞,而轉(zhuǎn)變?yōu)閕PS細(xì)胞的脂肪干細(xì)胞達(dá)0.2%,是前者的20倍。利用脂肪干細(xì)胞培育的iPS細(xì)胞也通過了有關(guān)測(cè)試,它們能夠分化成人體內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞以及腸上皮細(xì)胞等。此外,利用脂肪干細(xì)胞培養(yǎng)iPS細(xì)胞不需要飼養(yǎng)細(xì)胞,這無疑提高了其安全性。 但是需要指出的是,這一研究要運(yùn)用到醫(yī)學(xué)上,還有很長(zhǎng)一段路要走,首先需要克服的問題在于細(xì)胞的基因改造時(shí),有可能改變DNA結(jié)構(gòu),甚至引起腫瘤。研究的下一步,將是如何不引起DNA的變異。 干細(xì)胞最有用的應(yīng)用,是在某種疾病如心臟病人身上,抽出脂肪,培育出心臟干細(xì)胞,用這些培育出的干細(xì)胞進(jìn)行不同的藥物測(cè)試,再用這些干細(xì)胞和原來細(xì)胞相比較,找出可行的治療,將是醫(yī)學(xué)上的一大優(yōu)勢(shì)及突破。 在之前的研究中,匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員也從脂肪組織中分離、培養(yǎng)出人類造血干細(xì)胞,他們利用流式細(xì)胞計(jì)數(shù)法定時(shí)探測(cè)培養(yǎng)基中造血干細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)了早期和成熟的紅細(xì)胞,而且發(fā)現(xiàn)CD34+細(xì)胞與新分離骨髓中的CD34+細(xì)胞出現(xiàn)頻率幾乎相同。這項(xiàng)研究為接受放療的血癌患者提供了另一個(gè)重要的細(xì)胞源。 |