Nature online :科学家发现一种新型干细胞
两种类型的多能干细胞都是从早期胚胎获取,胚胎干细胞(ESCs)来源于内细胞团,胚层干细胞(EpiSCs)来自后移植的外胚层。由于个体发育时间和空间是一个动态的过程,两个时间状态不可能代表生物全能性。来自Salk研究所的发育生物学家Juan Carlos Izpisua Belmonte和他的同事偶然发现了一种先前未知的多能干细胞,并命名新发现的多能干细胞为区域选择性多能干细胞(rsPSCs)。将这种干细胞移植到小鼠胚胎中,它可以发育成任何类型的组织。该研究结果发表在近期的Nature杂志上。
Juan Carlos Izpisua Belmonte怀疑在胚胎发育的早期阶段,包含多种类型的多能干细胞,其中就包括了rsPSCs。识别不同类型的多能干细胞能够让研究人员通过移植这些干细胞到动物胚胎中,从而进一步了解人类胚胎发育的早期阶段。研究人员体外移植已知的人类多能干细胞到小鼠胚胎中,通过在包含不同生长因子和化学物质的培养基中培养这些细胞,发现了一种能够让细胞更加有效的生长和增殖的培养基条件。并且在这种培养条件下生长旺盛的干细胞与其他多能干细胞表现出了不同的代谢模式和基因表达。随后研究人员在7.5天的小鼠胚胎的三个不同的区域注射了这些新发现的细胞。36小时后,只有通过尾巴或胚胎较后部位移植的细胞分化成了正确的细胞层,形成了一个嵌合胚胎,即一种包含不同起源DNA的生物体。因为这些细胞似乎更喜欢胚胎中的特定区域,因此,研究人员将它称为区域选择性多能干细胞。此外,研究人员还发现他们用DNA剪切酶能够很容易编辑rsPSCs的基因组,这在体外生长的多能干细胞中通常很难进行。
ESCs和EpiSCs增殖到很大的数量或发育成特定类型的成体细胞有一定的困难。相比而言,rsPSCs更容易在体外生长,且活性稳定,有望帮助建立早期人类发展的模型,让人类器官在大型动物(猪、牛等)体内生长,最终达到研究或治疗的作用。目前Izpisua Belmonte的实验室已经开始在猪的胚胎中植入不同类型的干细胞。
《医学科学报》 (第18期 第4版 国际期刊), http://www.100md.com