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30
2017
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09
干細(xì)胞移植領(lǐng)域研究進(jìn)展一覽
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2785-16.2017
根據(jù)最近一篇發(fā)表在《The Journal of Neuroscience》雜志上的一篇文章中，研究者們描述了一種潛在能夠利用干細(xì)胞移植的方式促進(jìn)脊髓神經(jīng)損傷之后運(yùn)動(dòng)能力恢復(fù)的治療方法。
此前研究已經(jīng)表明，利用神經(jīng)干細(xì)胞移植的方法能夠有效促進(jìn)脊髓神經(jīng)損傷之后神經(jīng)元的修復(fù)。然而，由于遺傳背景的差異，供體細(xì)胞會(huì)與受體免疫系統(tǒng)的部分細(xì)胞發(fā)生相互作用，進(jìn)而發(fā)生免疫排斥的現(xiàn)象。針對這些細(xì)胞間相互作用的分子機(jī)制目前還沒有清楚的結(jié)論。
對此，Hal Nguyen，Aileen Anderson以及他們的同事們在小鼠水平進(jìn)行了相關(guān)研究。研究結(jié)果顯示，接受了人源供體組織來源的干細(xì)胞的小鼠需要首先敲除體內(nèi)一種特殊類群的免疫細(xì)胞，才能夠提高小鼠在玻璃板上的行動(dòng)能力。盡管對于供體細(xì)胞來說，小鼠在脊髓神經(jīng)損傷發(fā)生的同時(shí)進(jìn)行細(xì)胞的移植或者在脊髓神經(jīng)損傷發(fā)生30天之后再進(jìn)行細(xì)胞的移植，其存活的幾率并沒有顯著差異，但隨著時(shí)間的不同，這些細(xì)胞分化的類型以及分布的部位則會(huì)出現(xiàn)明顯的差異。這些結(jié)果表明，免疫細(xì)胞在脊髓神經(jīng)發(fā)生損傷的不同時(shí)間點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)不同的分布特征，而這一現(xiàn)象則會(huì)對干細(xì)胞促進(jìn)神經(jīng)元的修復(fù)以及運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)作用產(chǎn)生影響。
相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的《The Journal of Neuroscience》雜志上，文章題目為："Systemic neutrophil depletion modulates the migration and fate of transplanted human neural stem cells to rescue functional repair"。
DOI: 10.1172/JCI92955
經(jīng)過一年半的實(shí)驗(yàn)與觀察，來自加州圣地亞哥分校的研究者們稱：人源神經(jīng)干細(xì)胞移植進(jìn)入患有脊髓神經(jīng)損傷的大鼠體內(nèi)后能夠持續(xù)的生長與成熟，在移植一年之后能夠恢復(fù)其原有功能。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一切的《Journal of Clinical Investigation》雜志上。
神經(jīng)干細(xì)胞能夠分化生成神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)以及支撐細(xì)胞。來自加州圣地亞哥分校的神經(jīng)學(xué)教授like Lu等人則研究了神經(jīng)干細(xì)胞治療脊髓神經(jīng)損傷的潛力。作者將誘導(dǎo)形成的多能性神經(jīng)干細(xì)胞移植進(jìn)入患有脊髓神經(jīng)損傷的大鼠以內(nèi)用于治療。此前試驗(yàn)證明神經(jīng)干細(xì)胞能夠成功移植并且在體內(nèi)形成新的神經(jīng)元連接，此外還能夠恢復(fù)一些有限的生理功能，例如肢體移動(dòng)等等。
然而，仍然有一個(gè)問題得不到解決，那就是神經(jīng)干細(xì)胞的成熟速率。眾所周知，大鼠模型的生物學(xué)周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于人類：人類的妊娠期需要280天，而打出只需要21天。人類嬰兒2到3歲左右時(shí)身體與大腦的重量比相當(dāng)于20天的大鼠。因此，人源的神經(jīng)干細(xì)胞在動(dòng)物模型中的試驗(yàn)結(jié)果并不一定能夠反映人類患者真實(shí)的治療效果。
為了精確研究神經(jīng)元移植后的長期效果，作者利用人源H9神經(jīng)干細(xì)胞系作為研究對象，并且通過轉(zhuǎn)基因的方式導(dǎo)入了綠色熒光標(biāo)記用于觀察。首先這些細(xì)胞在含有生長因子混合液的培養(yǎng)基中生長，之后被移植進(jìn)入免疫缺陷的、脊髓神經(jīng)損傷的大鼠受體體內(nèi)。
之后，作者觀測了大鼠在移植手術(shù)之后的連續(xù)時(shí)間內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞的生長發(fā)育情況。結(jié)果顯示，隨著時(shí)間的延長，這些細(xì)胞漸漸向成熟的神經(jīng)元分化。"令我們驚訝的是，干細(xì)胞在整個(gè)觀測期間內(nèi)不斷地成熟，而且當(dāng)神經(jīng)元成熟到一定階段時(shí)大鼠的生理功能也得到了一定的恢復(fù)"。
另外，作者還發(fā)現(xiàn)這類移植進(jìn)入的神經(jīng)干細(xì)胞并不會(huì)從受傷部位遷移，負(fù)責(zé)這一過程的則是支持性的星狀細(xì)胞。此外，作者也沒有發(fā)現(xiàn)神經(jīng)膠質(zhì)的過分生長，例如腫瘤的形成等等。作者稱通過優(yōu)化移植的操作能夠?qū)⒓?xì)胞泄露的現(xiàn)象降低。
DOI: 10.1172/JCI92571
骨髓中含有大量的造血干細(xì)胞，這類細(xì)胞能夠分化為各種各樣的血液細(xì)胞類群。在骨髓損傷以及系統(tǒng)性感染發(fā)病過程中，骨髓細(xì)胞能夠用于生成新的血細(xì)胞，包括免疫細(xì)胞在內(nèi)。這一過程被稱為造血過程。
最近，來自賓夕法尼亞大學(xué)的研究者們發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)控造血過程的重要蛋白Del-1，通過靶向該蛋白能夠提高干細(xì)胞移植的效率。此外，對于特定的血液癌癥患者來說，這種靶向療法能夠增強(qiáng)機(jī)體的免疫細(xì)胞產(chǎn)生的水平。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的《Journal of Clinical Investigation》雜志上。
該文章的作者，來自賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的George Hajishengallis教授在職業(yè)生涯的早期就開始了對Del-1蛋白的研究，通過與同行們合作，他鑒定出了Del-1能夠抑制免疫細(xì)胞向牙齦組織的移動(dòng)，從而證明該蛋白是一個(gè)潛在的治療牙齦疾病的靶點(diǎn)。此外，研究者們還發(fā)現(xiàn)Del-1同樣在骨髓組織中有大量的表達(dá)。
通過實(shí)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)Del-1至少在三種支持造血而干細(xì)胞功能的骨髓細(xì)胞中表達(dá)：表皮細(xì)胞、CAR 細(xì)胞以及成骨細(xì)胞。利用Del-1缺失突變體小鼠，作者發(fā)現(xiàn)該蛋白能夠促進(jìn)造血干細(xì)胞的增值與分化，從前體細(xì)胞分化形成髓系細(xì)胞，例如巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等等。而對于淋巴細(xì)胞的分化促進(jìn)作用則相對不明顯。
通過骨髓抑制試驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)Del-1的存在對于干細(xì)胞骨髓移植后的功能實(shí)現(xiàn)具有重要的作用。通過在小鼠水平模擬系統(tǒng)性感染，作者發(fā)現(xiàn)缺失Del-1蛋白會(huì)導(dǎo)致髓系細(xì)胞的水平出現(xiàn)明顯的降低。
綜上，作者認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)將為提高骨髓干細(xì)胞移植的成功率提供新的研究思路。
DOI:10.1038/ncb3575
近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Nature Cell Biology上的研究報(bào)告中，來自加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員通過研究開發(fā)了一種新方法，該方法能夠激活毛囊中的干細(xì)胞使其促進(jìn)頭發(fā)生長，相關(guān)研究或?yàn)楹笃谘芯咳藛T開發(fā)新藥來促進(jìn)脫發(fā)或禿頂人群的頭發(fā)生長；脫發(fā)的發(fā)生往往和多種因素直接相關(guān)，比如機(jī)體激素失衡、壓力、老化或化療等。
毛囊干細(xì)胞是頭發(fā)毛囊中的長壽細(xì)胞，其存在于皮膚中，而且在人的一生中都會(huì)持續(xù)產(chǎn)生頭發(fā)，通常情況下毛囊干細(xì)胞處于靜息狀態(tài)，但在新發(fā)周期過程中其會(huì)快速激活（當(dāng)新頭發(fā)生長開始發(fā)生時(shí)），毛囊干細(xì)胞的靜息狀態(tài)往往受到多種因素的調(diào)節(jié)，在特定的情況下其往往并不會(huì)激活，也就意味著個(gè)體會(huì)出現(xiàn)脫發(fā)。
這項(xiàng)研究中，研究人員Christofk等人通過研究發(fā)現(xiàn)，毛囊干細(xì)胞的代謝不同于皮膚中的其它細(xì)胞，其細(xì)胞代謝涉及破碎營養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)細(xì)胞分裂，產(chǎn)生能量并且對環(huán)境產(chǎn)生反應(yīng)；隨著毛囊干細(xì)胞不斷消耗來自血液中的葡萄糖，干細(xì)胞往往會(huì)加工葡萄糖來產(chǎn)生名為丙酮酸鹽的代謝產(chǎn)物，隨后細(xì)胞就會(huì)將丙酮酸鹽傳輸至線粒體中，或者將丙酮酸鹽轉(zhuǎn)化成為乳酸代謝產(chǎn)物。
Christofk教授說道，我們對毛囊干細(xì)胞代謝過程的觀察能夠幫助我們檢測遺傳性地降低丙酮酸鹽進(jìn)入線粒體是否會(huì)促進(jìn)毛囊干細(xì)胞制造更多的乳酸，以及是否這會(huì)激活細(xì)胞并且促進(jìn)頭發(fā)快速生長。研究人員首先在小鼠機(jī)體中遺傳性地阻斷了乳酸的產(chǎn)生，結(jié)果表明這能夠抑制毛囊干細(xì)胞的激活，反之，當(dāng)遺傳性地增加小鼠機(jī)體中乳酸的產(chǎn)生時(shí)，也能夠加速毛囊干細(xì)胞激活，增加生發(fā)周期。在本文研究之前，研究人員并不清楚增加或降低乳酸水平是否會(huì)對毛囊干細(xì)胞產(chǎn)生影響；當(dāng)研究人員發(fā)現(xiàn)改變?nèi)樗岙a(chǎn)生能夠影響到頭發(fā)生長時(shí)，他們便開始尋找藥物來作用于皮膚觀察是否能夠產(chǎn)生相同的效應(yīng)。
隨后研究人員鑒別出了兩種藥物，當(dāng)將藥物作用于小鼠皮膚時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)，藥物能夠以不同的方式來影響毛囊干細(xì)胞從而促進(jìn)乳酸生成；第一種名為RCGD423的藥物能夠激活名為JAK-Sat的細(xì)胞信號(hào)通路，將細(xì)胞外部的信息傳輸?shù)郊?xì)胞核中，研究者表示，JAK-Sat的激活能夠增加乳酸的產(chǎn)生并且驅(qū)動(dòng)毛囊干細(xì)胞激活以及頭發(fā)生長；而另外一種名為UK5099的藥物則能夠阻斷丙酮酸鹽進(jìn)入線粒體中，從而就能夠驅(qū)動(dòng)毛囊干細(xì)胞中乳酸的產(chǎn)生，并且加速小鼠頭發(fā)的生長。
研究者Aimee Flores說道，通過本文研究我們獲得了能夠激活干細(xì)胞活性的新方法，利用藥物通過激活毛囊干細(xì)胞來刺激頭發(fā)生長這一思路非常新穎，這或許會(huì)給數(shù)百萬脫發(fā)人群帶來福音；目前我們才剛剛開始理解毛囊干細(xì)胞在頭發(fā)生長過程中所扮演的關(guān)鍵角色，后期我們還將通過更為深入的研究來對此進(jìn)行解析，相信通過研究人員更多深入的研究，未來他們或能開發(fā)出徹底治療脫發(fā)的新型療法。
DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.05.035
近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Stem Cell Reports上的研究報(bào)告中，來自加利福尼亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，利用電場或能夠引導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞移植到大腦中的特定位點(diǎn)，相關(guān)研究或?yàn)檠芯咳藛T開發(fā)新方法來有效引導(dǎo)干細(xì)胞對大腦損傷修復(fù)提供新的思路和希望。文章中，研究者闡明了如何利用電場來指導(dǎo)傷口的愈合，損傷的組織能夠產(chǎn)生微弱的電場，研究人員揭示了這些電場如何吸引細(xì)胞進(jìn)入到傷口幫助愈合。
研究者M(jìn)in Zhao教授表示，再生醫(yī)學(xué)研究的需求之一就是如何有效安全地移動(dòng)并且引導(dǎo)干細(xì)胞進(jìn)入到損傷位點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，由于干細(xì)胞沒有有效遷移到損傷位點(diǎn)往往是開發(fā)有效臨床療法的一大障礙。來自上海仁濟(jì)醫(yī)院的研究者Junfeng Feng也是該研究的參與者，他們共同研究闡明了如何利用電場來引導(dǎo)干細(xì)胞植入到大腦中。
天然的神經(jīng)干細(xì)胞位于大腦深處（腦室下區(qū)和海馬體），其能夠發(fā)育成為其它大腦組織；為了修復(fù)大腦皮層的損傷，這些細(xì)胞不得不進(jìn)行一些遠(yuǎn)距離的遷移，尤其是在人類的大腦中，而移植的干細(xì)胞或許就需要進(jìn)行遷移來尋找大腦損傷的區(qū)域。這項(xiàng)研究中，研究人員利用大鼠開發(fā)了一種干細(xì)胞移植模型，他們將人類的神經(jīng)干細(xì)胞置于吻側(cè)遷移流（rostral migration stream，RMS)中，吻側(cè)遷移流是大鼠大腦中攜帶細(xì)胞進(jìn)入嗅球的一種途徑，而嗅球能夠控制動(dòng)物的嗅覺，細(xì)胞能夠發(fā)生遷移部分是因?yàn)槟X脊髓液的流動(dòng)，部分是在化學(xué)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的。
通過在大鼠大腦中應(yīng)用電場，研究者發(fā)現(xiàn)他們可以促進(jìn)移植的干細(xì)胞抵御流體逆流而上在大腦中尋找其它位點(diǎn)，在治療后這些移植的干細(xì)胞能夠在新的位點(diǎn)停留數(shù)周或數(shù)月時(shí)間；最后研究者Zhao說道，在大腦中對干細(xì)胞進(jìn)行電場“動(dòng)員”和引導(dǎo)或許就能夠?yàn)槲覀兲峁┮环N新方法來促進(jìn)干細(xì)胞療法對大腦疾病、中風(fēng)和損傷進(jìn)行治療。
（本文章摘自2017-09-20《生物谷》）
2024-04-28
2020-07-13
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