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首创!华人学者Nature新成果:超潜能干细胞

2017/10/16 来源:生物探索
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导读
近期,华人学者刘澎涛教授和团队开发出一种“超潜能干细胞”,这是首款能够生成其他不同类型干细胞的超级干细胞!具有重要的里程碑意义。这一成果刊发在最新一期的《Nature》上。

图片来源:网络

干细胞因其自我更新、多向分化的能力常常给我们带来惊喜。但从胚胎干细胞(ES)到诱导性多功能干细胞(iPS),现有的干细胞系虽然理论上可以分化成多种细胞,但是实际应用中却表现出局限性,并不完全“全能”。

然而,相比于已知的干细胞类型,Wellcome Trust Sanger研究所刘澎涛教授团队完成的这种“超潜能干细胞”(Expanded Potential Stem Cells,EPSCs),拥有更大的分化潜能,与胚胎发育最初始的细胞一样,可以发展成任何类型的细胞。

刘澎涛教授认为,培育EPSCs的方法不仅仅有助于生成类似能力的干细胞系,还可以帮助解决再生医学难题。

“超潜能”干细胞如何获得?

为了寻找可在再生医学领域“一展宏图”的新型干细胞,刘澎涛教授转变思路,对胚胎发育最初阶段的细胞进行特殊培养。

这里的“最初阶段”是指受精卵分裂至4或8个细胞,此时的胚胎细胞被认为仍然保留着一些全能性。研究团队提出假设,这一阶段的细胞比胚胎干细胞(分离自胚胎发育至100个细胞的阶段)更少被编程。

4细胞胚胎(图片来源:nobeastsofierce / Fotolia)

研究人员将这些细胞培育在特殊的环境中,抑制它们继续发育。最终,获得了保留有胚胎最初发育潜能的细胞,并命名为EPSCs。更重要的是,可以重编程小鼠胚胎干细胞和诱导性多能干细胞,并在特殊的环境中将它们的“生命时钟”逆转至生命最初始的时候,即获得EPSCs。

刘澎涛教授认为:“受精卵发育最初的细胞就像一张白纸,理论上它应该有最大的发育潜能。现在,我们第一次从最早的小鼠细胞获得稳定的干细胞,而且证实它们确实保留有4-8细胞胚胎的分子特性,可以分化成任何一种细胞。”

EPSC、ES、iPS——不同的干细胞(图片来源:Sanger Institute)

“超潜能”干细胞“再生”干细胞

当受精卵发育成囊胚(blastocyst)时,会生成3种细胞分别构成胚胎、胎盘或者卵黄素。因此理论上,囊胚阶段的这3种细胞可以用来生成3种不同的干细胞,其中包括胚胎干细胞。

让科学家们惊喜的是, EPSCs能够证实这一理论,即可以生成3种囊胚干细胞。它也是首个能够生成干细胞的超强干细胞。

刘澎涛教授(右一)课题组(图片来源:Sanger Institute

文章一作、Wellcome Trust Sanger研究所Jian Yang博士相信,EPSCs为研究人员提供了一个从分子水平深入研究早期胚胎发育细节的平台。未来,他们将把这一技术应用于人类细胞中,从而为解决流产、先兆性子痫等问题带来新希望。

参考资料:

New type of stem cell line produced offers expanded potential for research and treatments

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