Nature重大突破:“类初始态”人类干细胞 可发育成任意细胞类型
生物通 · 2014/10/20
来自德国和英国的科学家们鉴别出了一种看上去“类初始态”(naïve-like)的人类干细胞,它们能够发育成为所有的细胞类型。新发现的细胞容易在实验室培育,并有着巨大的潜力再生出机体的受损组织,有可能促成一些治疗痴呆症等疾病的新方法,或减少对器官移植的需求。


来自德国和英国的科学家们鉴别出了一种看上去“类初始态”(naïve-like)的人类干细胞,它们能够发育成为所有的细胞类型。发现这一细胞类型有可能对我们了解人类的发育机制以及再生医学领域产生重大的影响。

在发表于顶级科学杂志《自然》(Nature)上的论文中,来自德国Max Delbrück分子医学中心(MDC)和英国巴斯大学的研究人员报告称,第一次发现了行为像“初始态”细胞的人类胚胎干细胞(ESCs)。

过去只在小鼠中发现过这些类初始态细胞,新发现的细胞容易在实验室培育,并有着巨大的潜力再生出机体的受损组织,有可能促成一些治疗痴呆症等疾病的新方法,或减少对器官移植的需求。

科学家们当前在实验室研究的这些人类胚胎干细胞,能够发育为几种不同类型的细胞,但一定程度上已被预设定

论文的共同作者、巴斯大学生物学和生物化学系的Laurence Hurst教授说:“大多数干细胞在一定程度上已准备好变为某种类型的细胞。如果你用列车网络做类比,这些细胞就像是伦敦市内的主火车站之一。来自帕丁顿 (Paddington)站的火车可去到加的夫(Cardiff)或埃克塞特(Exeter),但却不会去诺维奇(Norwich)。同样的,这些细胞可以发育为固定数量不同的细胞类型。

“而我们鉴别出的类初始态细胞就像中心总站;它们存在于胚胎发育的较早期,因此我们认为它们的命运可以去到任何方向,变为所有的细胞类型。”

论文的资深作者、德国Max Delbrück分子医学中心研究员Zsuzsanna Izsvák博士说:“我们对于这一研究发现感到非常兴奋,它是科学界很少发生的‘神奇时刻’( Eureka moments)之一。”

通过检测哪些基因在极早期人类胚胎中表达,该研究小组发现了类初始态细胞。他们准确地找到了一个已整合到人类DNA中的病毒:人类内源性逆转录病毒H(HERVH),其在适当的时间及人类胚胎中的适当位置极高水平表达,如果它们存在则可以预期看到类初始态细胞。

他们还鉴别出了一种叫做LBP9蛋白,它对于早期胚胎中的HERVH活性至关重要。利用一个报告基因系统通过LBP9使得表达HERVH的细胞发绿光,研究小组发现他们已经纯化出了显示所有小鼠初始态细胞标志的细胞。

论文的第一作者、德国Max Delbrück分子医学中心博士生王吉昌(Jichang Wang,音译)说:“我们的人类类初始态细胞看起来非常像小鼠初始态细胞,就像预计的初始态细胞一样,它们表达和胚胎中人类内细胞团(ICM)相同的一些基因。”

尽管这些细胞与初始态小鼠胚胎干细胞高度相似,它们却具有人类独有的一些特征。

Hurst教授说:“作为一名进化生物学家,这是我觉得最稀奇古怪的一个方面。有人预料有一种与多能性同样重要的机制保守存在于不同的哺乳动物物种中。”

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