2016年7月份生物谷推荐的干细胞研究

　　2016年07月31日讯 即将过去的7月份，有哪些重大的干细胞研究或发现呢？生物谷小编梳理了一下这个月生物谷报道的干细胞方面的新闻，供大家阅读。

　　中国科学家首次将胃细胞转变成肝细胞和胰腺细胞

　　军事医学科学院野战输血研究所获悉，由该所王韫芳研究员、裴雪涛研究员带领团队取得了一项革命性研究成果--他们利用小分子化合物技术，成功将人体胃上皮细胞转变成多种潜能的内胚层祖细胞，后者可以被诱导分化为成熟的肝细胞、胰腺细胞和肠道上皮细胞等，为将来利用干细胞技术治疗终末期肝病、糖尿病等带来新的希望。

　　7月21日，国际著名学术期刊《细胞-干细胞》杂志在线发表了这一重要成果，覃金华、王术勇、张文成三位博士是该论文的共同第一作者。

　　揭示苯对造血干细胞产生毒性作用机制

　　在一项新的研究中，来自马来西亚国民大学的研究人员基于之前的研究，证实苯是在肝脏中进行代谢的，随后它的代谢物在骨髓中经过进一步代谢后产生1,4-苯醌（1,4-benzoquinone, 缩写为1,4-BQ），其中已知1,4-BQ对血细胞是有毒性的。

　　研究人员让小鼠中的这些骨髓细胞接触不同浓度的1,4-BQ，结果发现它诱导细胞毒性，从而导致自杀性细胞死亡，或者说细胞凋亡。他们也发现相比于T细胞淋巴祖细胞（T cell lymphoid progenitor），1,4-BQ对HSC、髓样祖细胞（myeloid progenitor，能够产生红细胞和血小板等）和B细胞淋巴祖细胞（B cell lymphoid progenitor）的毒性更大。他们也发现1,4-BQ对产生单种血细胞的造血祖细胞的毒性要比产生多种血细胞的造血祖细胞更大。

　　科学家找到维持皮肤干细胞功能的两个蛋白“守卫”

　　我们的皮肤可以自我更新，治愈伤口还可以再生毛发，这都得益于一小群皮肤干细胞的存在。这些干细胞会持续产生新细胞，在随后几天它们会出现在皮肤表面。一项发表在国际学术期刊Cell Stem Cell上的最新研究发现两个同家族蛋白构成了皮肤干细胞存在的重要基础，如果没有这两种蛋白皮肤干细胞也将不会存在。

　　研究人员发现的这两个蛋白就是DNA甲基化酶Dnmt3a和Dnmt3b，它们对于皮肤干细胞的自我更新有至关重要的作用，它们能够启动干细胞基因编程的第一步。研究人员表示：“如果没有它们，干细胞的编程就不会激活，干细胞就会从组织中消失。”

　　干细胞治疗可缓解眼压降低青光眼风险

　　近日，来自美国爱荷华大学的研究人员发表一项最新研究进展，他们向青光眼小鼠模型的眼内输注利用干细胞分化得到的小梁网状细胞能够帮助解决流体堵塞问题重新恢复适当的液体流出，这样可以降低眼压从而降低青光眼患病风险。

　　研究人员将新生细胞注射到青光眼小鼠模型的眼内，发现新细胞的流入能够帮助小梁网状结构再生，该结构是眼部的一个排水管道能够帮助避免出现液体累积，如果液体在眼睛里累积会使眼压升高容易导致青光眼。这种疾病会损伤视神经，可能导致失明。

　　Kuehn等人利用一种基于人类小梁网状细胞培养条件开发的条件培养基成功诱导干细胞生长为类似小梁网状细胞。随后他们将获得的新生细胞注射到小鼠眼部，发现这还会导致内源性小梁网状细胞的增殖。换句话说，注射进去的新细胞不仅能够自身存活，还可以促进机体产生更多自身细胞，从而进一步提高了治疗效果。研究人员在移植9周后检测了小鼠的治疗效果，实验室小鼠一般存活两到三年，9周大约相当于人类的五到六年。

　　计算机模拟间充质干细胞疗法 将心脏病治疗风险降至最低

　　最近科学家们使用数学计算模型模拟了人类间充质干细胞到达心脏损伤部位的过程，发现只用一个特定亚群的干细胞就能最大限度地减少间充质干细胞疗法带来的相关风险。相关研究结果发表在国际学术期刊Plos Computational Biology上，该研究代表了心肌损伤修复和再生策略的新发展，能够提高干细胞疗法在心脏病患者中的应用安全性。

　　美国西奈山伊坎医学院的Joshua Mayourian等人使用数学计算模型模拟了这些干细胞与心脏细胞之间的电相互作用，深入了解了其中可能存在的有害影响，同时提出了降低间充质干细胞治疗中一些潜在风险的可能方法。

　　他们的计算机模拟结果表明一个人类间充质干细胞亚群能够将干细胞对单个心肌细胞和整个组织电活性的干扰降至最小，这群特定的间充质干细胞亚群或可增加心脏病患者接受干细胞治疗的安全性。该研究因此有望引领新的临床研究，并在未来改进对心衰病人的干细胞治疗。

　　新研究在干细胞中找到“不老之泉”的奥秘

　　最近一项研究表明不老之泉的奥秘可能在于胚胎干细胞中一个叫Nanog的基因。

　　研究人员将Nanog导入衰老的干细胞中，发现Nanog开启了两条关键信号途径：ROCK和TGF-beta信号途径。这两条信号途径的激活推动了处于休眠状态的蛋白actin开始组装成体干细胞形成肌肉细胞所需要的细胞骨架。这些事件帮助因衰老而失去再生分化能力的成体干细胞重新获得干细胞特性。

　　Nanog不仅具有延缓衰老的能力，有些情况下甚至还有逆转衰老的潜能。研究人员在三种不同的衰老模型中对Nanog的作用进行了验证。除此之外他们还发现Nanog能够激活肌肉形成所需的一种重要调控因子--血清应答因子（SRF），这表明该研究的结果可能会在骨骼肌，心肌以及其他肌肉类型中得到应用。

　　诱导人胚胎干细胞快速和高效地产生12种高纯度的中胚层细胞群体

　　在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学医学院的研究人员绘制出快速地和高效地指导人胚胎干细胞变成骨细胞、心肌细胞和软骨细胞等12种细胞中任何一种纯的细胞群体所必需的生物学信号和化学信号。相关研究结果发表在2016年7月14日那期Cell期刊上，论文标题为“Mapping the Pairwise Choices Leading from Pluripotency to Human Bone, Heart, and Other Mesoderm Cell Types”。论文通信作者为斯坦福大学医学院干细胞生物学与再生医学研究所主任Irving Weissman博士和新加坡基因组研究所研究员Lay Teng Ang。论文第一作者为来自斯坦福大学医学院干细胞生物学与再生医学研究所的研究生Kyle Loh和研究助理Angela Chen。

　　最快捷和最有效的在微观上调节人胚胎干细胞发育选择的方法是促进它们分化为一种细胞类型，同时也积极地阻断它们选择另一种不同的细胞命运---一种既“肯定”又“否定”策略。

　　例如，原条中的细胞能够变成内胚层细胞或者两种中胚层细胞中的一种。抑制TGF-β的活性促进这些细胞选择一种中胚层细胞命运。加入一种信号分子WNT，同时阻断另一种分子BMP的活性，促进这些细胞分化为一种中胚层细胞；相反地，加入BMP，同时阻断WNT，促进这些细胞变成另一种中胚层细胞。

　　通过在发育途径中的每个分叉口，仔细地指导这些细胞的选择，Loh和Chen能够让它们产生骨细胞前体细胞（bone cell precursor），而且当将这些骨细胞前体细胞移植到实验室小鼠体内时，能够形成人骨组织，此外，这些前体细胞还能产生跳动的心肌细胞和另外10种中胚层细胞系。

　　在每个发育阶段，研究人员进行单细胞RNA测序以便鉴定独特的基因表达模式和评估单个细胞群体的纯度。通过研究单个细胞中的基因表达谱，他们能够鉴定出之前未知的瞬时状态（transient state），这些瞬时状态是前体细胞分化为更加特化的细胞时的典型特征。

　　特别地，他们首次观察到在人胚胎分节后形成将发育为人体的头部、躯干和四肢的不连续部分之前出现的基因表达瞬时脉冲。这个过程反映了已知在其他动物体内发生的情形，并且证实人胚胎发育中的这个分节过程在进化上是保守的。