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脐带血干细胞将成为治疗脑部疾病的新选择?

评论2021-05-10来源:严选细胞网

干细胞技术有创新医学的潜力,但革命的速度比预期的要慢得多。政府的限制和伦理困境为快速发展的生物研究设定了障碍。即使没有这些障碍,也要控制培养皿中干细胞(能形成多种细胞类型和组织细胞)的行为,至少可以说是困难的。

然而,在干细胞研究的特定领域,进展一直稳定。脐带血干细胞可以从新生儿的脐带和胎盘中收集,以备将来使用。其想法是,如果婴儿(或遗传相似的亲属)生病,将来可以使用。这些干细胞已经用于治疗近100种基于血液的疾病,包括几种类型的白血病。

脐带血干细胞将成为治疗脑部疾病的新选择?

一项特殊的挑战是迫使脐带血干细胞变成除血细胞以外的任何东西。这是因为干细胞有不同程度的“干性”存在。也就是说,它们形成不同种类组织或细胞的能力是不同的。比如血干细胞真的擅长产生所有不同类型的血细胞,但不产生皮肤细胞。然而,萨克生物研究所的研究人员与西班牙巴塞罗那的科学家合作,成功诱使这些干细胞成为神经元,这是治疗颅脑损伤和其他神经元疾病的开创性步骤。

当干细胞分裂时,一个细胞的脱氧核糖核酸保持其干细胞身份。另一方面,第二个细胞中的脱氧核糖核酸可以有不同的身份。假设这种身份(称为分化)的第一步通常涉及打开一个主调节基因,然后控制另一个基因和另一个基因的活性,等等,直到细胞变成神经元。因此,控制干细胞的关键是找出如何打开主调节器。

亚历山德拉·吉尔格蒂(AlessandraGiorgetti)和他的同事们首先对脐带血细胞进行了处理,以使其产生Sox2基因,这使得它们的数量增加。接着,他们培养了细胞,分析了他们的遗传行为。研究人员发现,这些被操纵的细胞开始表现出未成熟的神经元:Sox2是主要的调节因素。

接下来的挑战让细胞保持在轨道上,这样他们就可以完成成为神经元的工作。在特殊条件下,研究小组试图使细胞形成成熟的神经元。这种神经元不仅延伸了类似神经的长突起,还对体外电刺激做出了反应。

但是,真正的考验是这些细胞是否再次出现在受损的大脑中。产生单一细胞类型是一回事,诱导这些细胞形成一致的功能组织是另一回事。谷歌和她的同事将脐带血源的神经元细胞移植到免疫功能低下的老鼠(不能拒绝非老鼠移植物)中,并在三个月内监测其进展。他们发现脐带血源性神经元确实生长并整合到老鼠大脑中,活动能力有限。

虽然这种治疗方法可能需要一段时间才能应用于临床,但这项工作强调了干细胞的潜力。随着脐带血库越来越普遍,脐带血干细胞的应用范围已经扩大到血液疾病之外,这些可延展性细胞正在迅速成为干细胞研究的明星。

参考文献:

Alessandra Giorgettia, Maria C. N. Marchettob, Mo Lic, Diana Yub, Raffaella Fazzinaa, Yangling Mub, Antonio Adamoa, Ida Paramonova, Julio Castaño Cardosoa, Montserrat Barragan Monasterioa, Cedric Bardyb, Riccardo Cassiani-Ingonia, Guang-Hui Liuc, Fred H. Gageb, & Juan Carlos Izpisua Belmontea (0). Cord blood-derived neuronal cells by ectopic expression of Sox2 and c-Myc PNAS DOI: 10.1073/pnas.1209523109




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