美媒:干細(xì)胞研究為再生醫(yī)學(xué)開新路
新華社專電
美媒稱,來自盧森堡大學(xué)下屬的盧森堡系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)中心和德國癌癥研究中心的科研人員,日前將老年小鼠大腦中的干細(xì)胞恢復(fù)了活力。重新恢復(fù)活力的干細(xì)胞改善了老年小鼠大腦中受傷或患病部位的再生情況。研究人員希望他們的思路可以為再生藥物的研發(fā)提供新的動力,促進(jìn)干細(xì)胞療法的發(fā)展。
據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站3月1日報(bào)道,他們的研究結(jié)果3月1日發(fā)表在美國《細(xì)胞》雙周刊上。
構(gòu)成人類器官的所有細(xì)胞都源自干細(xì)胞。干細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞發(fā)育成特定的組織細(xì)胞,形成大腦、肺或骨髓。然而,隨著年齡的增長,生物體的干細(xì)胞喪失了繁殖能力。許多干細(xì)胞陷入了永久的休眠狀態(tài)。
報(bào)道稱,為了建立盡可能精確的干細(xì)胞行為計(jì)算模型,由盧森堡系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)中心的安東尼奧·德爾索爾教授領(lǐng)導(dǎo)的計(jì)算生物學(xué)小組采用了一種新方法。他說:“干細(xì)胞生活在一個小生態(tài)區(qū)中,與其他細(xì)胞和細(xì)胞外成分不斷互動。在計(jì)算機(jī)上模擬如此大量分子之間的復(fù)雜作用是極其困難的。所以我們改變了方法。我們不再考慮影響干細(xì)胞的外部因素,而是開始考慮干細(xì)胞在準(zhǔn)確界定的生態(tài)區(qū)中的內(nèi)部狀態(tài)?!?/p>
這種新方法促成了由計(jì)算生物學(xué)小組的斯里坎特·拉維錢德蘭博士開發(fā)的一種新的計(jì)算模型:“我們的模型可以確定哪些蛋白質(zhì)能夠決定生態(tài)區(qū)內(nèi)特定干細(xì)胞的機(jī)能狀態(tài)——即它們是會分裂還是保持休眠。我們的模型依賴于被轉(zhuǎn)錄的基因信息。現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)使得描摹單細(xì)胞分辨率下的基因表達(dá)成為可能?!?/p>
報(bào)道稱,以前人們不知道為什么老年小鼠大腦中的大部分干細(xì)胞處于休眠狀態(tài)。盧森堡系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)中心的研究人員從計(jì)算模型中發(fā)現(xiàn)了一種名為sFRP5的分子,這種分子使老年小鼠的神經(jīng)干細(xì)胞保持不活躍狀態(tài),并通過阻斷對細(xì)胞分化至關(guān)重要的Wnt信號通路從而阻止細(xì)胞繁殖。
隨后,德國癌癥研究中心的研究人員在神經(jīng)干細(xì)胞方面久負(fù)盛名的專業(yè)知識派上了用場:他們首先在培養(yǎng)皿中研究干細(xì)胞,然后直接在小鼠身體上研究,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。在中和sFRP5的作用時(shí),處于休眠狀態(tài)的干細(xì)胞的確開始更積極地增殖。因此,這些干細(xì)胞可以再次參與衰老大腦的再生過程。德爾索爾說:“隨著sFRP5被消除活性,這些細(xì)胞會經(jīng)歷某種更新,因此,老年小鼠大腦中活躍干細(xì)胞與休眠干細(xì)胞的比例變得幾乎和年輕小鼠一樣高。”
德爾索爾說:“我們的研究結(jié)果是朝著實(shí)施基于干細(xì)胞的療法——如治療神經(jīng)退行性疾病——邁出的重要一步。我們得以證明,使用計(jì)算模型可以確定干細(xì)胞特定狀態(tài)下的基本特征?!边@種方法并不局限于研究大腦,它還可以用來模擬其他器官的干細(xì)胞。德爾索爾說:“希望這將為再生醫(yī)學(xué)開辟道路?!?/p>