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盘点值得重视的干细胞范畴研究进展

2019-11-06 13:46:35  阅读:8460+ 作者:责任编辑NO。石雅莉0321

干细胞作为细胞医治的主角,在器官修正和安排再生中发挥着及其重要的作用,具有宽广的运用远景。他们是机体的工兵细胞,当其他细胞和安排、器官发作受损、炎症或体内稳态发作显着的变化时,干细胞就或许成为血液、骨、皮肤、肌肉等的种子细胞,进一步分解成机体所需求的细胞。

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国际首例!CRISPR修改干细胞医治HIV和白血病患者

——NEJM

HIV医治研讨呈现再迎来严重进展,2019年9月11日,The New England Journal of Medicine杂志上宣布了题为《运用CRISPR基因修改的成体造血干细胞在患有艾滋病兼并急性淋巴细胞白血病患者中的长时刻重建》(CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia)的研讨论文。

报导了首例运用CRISPR-Cas9在HSPCs中修改CCR5基因并成功移植到罹患HIV和急性淋巴细胞白血病的患者事例,移植医治使患者的急性淋巴白血病得到完全缓解,带着CCR5骤变的供体细胞能够在受体体内长时刻存活达19个月,开始探究了该办法的可行性和安全性,但份额仅有5%,需求进一步优化医治办法。

该研讨论文的宣布,意味着建立了根据CRISPR在人成体造血干细胞上进行CCR5基因修改的技能系统,完成了经基因修改后的成体造血干细胞在人体内长时刻安稳的造血系统重建,一起,在成体造血干细胞上的基因修改并不会对其他安排器官及生殖系统发生影响。

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造血干细胞在体外水凝胶环境中可长时刻扩增

——Nature Medicine

怎么处理造血干细胞离体后的分解并最大程度的坚持其再生才能是限制这一技能开展的最大应战。脐带血是造血干细胞的首要来历,但稀疏的数目限制了它的进一步临床运用。

2019年10月7日,在Nature Medicine杂志上宣布了文章Expansion of primitive human hematopoietic stem cells by culture in a zwitterionic hydrogel,创造性地发明晰一种两性离子资料构成的三维水凝胶包裹造血干细胞的体外扩增办法,既能完成长时刻安稳很多的体外扩增,又能坚持原代造血干细胞的再生才能,特别是对具有长时刻移植功用的造血干细胞的扩增潜能,对干细胞及基因医治范畴的进一步开展具有突破性含义。

研讨人员规划开发了一种两性离子资料构成的三维水凝胶造血干细胞培育办法。在体外长达24天的培育进程中,对具有长时刻移植功用的造血干细胞进行了高达73倍的扩增并未发现显着的细胞分解。运用该办法扩增的造血干细胞,在老鼠体内可长时刻移植并且能够成功进行二次移植。特别重要的是,此种造血干细胞体外扩增的办法对脐带血造血干细胞和成人骨髓中获取的造血干细胞具有相似的体外扩增效应。

此类对具有长时刻移植才能的造血干细胞进行体外扩增的技能现在在国际范围内尙属初次报导。能够预见此类技能的工业转化能够极大的促进造血干细胞相关的试验室研讨和临床转化。

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“间充质干细胞球”直接涂改加快皮肤创伤愈合

——Theranostics

国际闻名期刊《Theranostics》上“来自人胚干细胞的间充质干细胞球无创运用后透过CXCL12-CXCR4信号轴促进创伤愈合

该研讨选用干细胞球外用加快皮肤创伤愈合,有望敞开皮肤创伤愈合医治的新办法。

该研讨发现:将“人世充质干细胞球”能直接涂改于皮肤创伤,即便在低氧和炎性的创伤环境中,这些干细胞球比单个干细胞更简单存活,且能快速迁徙到创伤内部,协助表皮重建和血管再生。这相较于传统干细胞打针的办法,大幅度的提升了移植细胞的存活,并减轻了移植进程的苦楚。传统上,用于移植的干细胞大多来历于人体的骨髓、脂肪和脐带等,这类干细胞来历有限,细胞质量和生机不均一,存在病原体传达的危险,骨髓收集进程中还会给患者带来苦楚。

现在的干细胞医治皮肤创伤多经过打针办法,会给患者带来某些特定的程度的不方便和苦楚,且移植后的单个细胞生机偏低,难以成功发挥作用。该新技能将干细胞以球体的方式直接涂改于创伤,移植后的干细胞球早期内肉眼可见,然后敏捷搬迁到创伤深部,并调集创伤边际的表皮细胞扩增和向中心搬迁而发挥作用,移植的干细胞在创伤愈合后逐步消失,更为便当、安全、高效。

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改动干细胞微环境硬化,反转大脑变老

——Nature

跟着年纪的增加,人类的肌肉和关节会变得生硬,使日常活动越发困难。一项宣布在国际尖端期刊的新研讨标明,咱们的大脑也是如此,与年纪有关的大脑微环境的硬化对神经系统的干细胞功用有着重要影响。

2019年8月15日,英国剑桥干细胞研讨中心的研讨团队在Nature上宣布了题为《Niche stiffness underlies the ageing of central nervous system progenitor cells》的文章,提醒了PIEZO1蛋白能够改动变老进程中干细胞微环境,促进少突胶质细胞祖细胞(OPCs)功用。

文章定论:

年纪相关的大脑微环境的硬化或许是OPCs功用阑珊的原因。

晚年小鼠的OPCs可在重生小鼠的干细胞微环境中被激活。

微环境的改动或许是成体干细胞变老的根本原因。

假如微环境对干细胞的影响机制在人体身上也能够适用,那么或许将会为根底研讨和再生医学做出巨大的奉献,完成“老态龙钟”为期不远矣。

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追寻肠道干细胞来历——不单单是LGR5+细胞

——Nature

成年人的肠道干细胞是坐落肠安排基底部的LGR5+的细胞,成年人的LGR5+细胞能够分解为一切类型的肠道上皮细胞,以更新肠道上皮安排。虽然胎儿期的肠道干细胞LGR5+细胞能够为成人肠道安排供给干细胞,可是LGR5+细胞是否是仅有一种成人肠道干细胞的前体细胞还不清楚。

近期,来自哥本哈根大学的Kim B. Jensen课题组和剑桥大学的Benjamin D. Simons课题组联合宣布了题为Tracing the origin of adult intestinal stem cells的文章,研讨指出存在非LGR5+的胎儿肠道细胞也能够经过重塑(remodelling)和裂变(fission)作为成人肠道干细胞的前体细胞。

肠道是由胚胎的假复层肠管构成的,在胚胎晚期由LGR5-和LGR5+细胞构成绒毛和绒毛间区。绒毛间区是首要构成肠道的增殖区,并在出世后构成隐窝。作者在胚胎16.5地利,运用谱系追寻技能,发现LGR5+确实是成年肠道干细胞的重要来历。

假如能够将胚胎前体细胞诱导为成人干细胞的机制说明清楚,则能够供给体外诱导成年安排干细胞的潜在办法。为了解从多能干细胞平分解为肠道干细胞分解过程奠定了根底。

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破解胰岛β细胞关键技能,推进糖尿病干细胞疗法

——Nature

本年5月,在尖端生物期刊天然《Nature》上再次宣布了新作用,报导了能够在体外培育β细胞分解的时分,盯牢α细胞+β细胞,把α细胞+β细胞先独自别离出来,再放在一起构成可用于移植的相似胰岛的结构。

运用单细胞RNA测序技能能够检测每个阶段的细胞分解状况,并且运用单细胞别离和重聚团培育技能把需求的细胞类型别离出来。三种内分泌型细胞中,有一种叫SC-β细胞具有β细胞的特性,并且能够聚团成干细胞诱导的胰岛。这种办法将转化干细胞样本中的β细胞纯度从30%进步到80%。

这项研讨含义严重,让咱们离胰岛β细胞替代疗法在临床上得以运用更近一步。或许在不久的将来,人类会敞开胰岛细胞医治1型糖尿病的新时代!

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间充质干细胞微囊化,创始干细胞疗法新时代

——PNAS

众所周知,间充质干细胞因为具有按捺免疫反响、促进造血重建的作用,能够有用防治急性及缓慢移植物抗宿主病(aGCHD、cGVHD)。与造血干细胞联合移植的临床试验成果显现,间充质干细胞能促进造血干细胞植入。但间充质干细胞本身依然或许被体内的免疫系统进犯,然后铲除出体外。假如能更久的存活,间充质干细胞就能更好的协助骨髓移植。

近来,哈佛大学维斯生物工程研讨所(Wyss)和哈佛干细胞方案的研讨人员宣布在PNAS《美国国家科学院院刊》杂志上的一种单细胞封装技能,能有用地保护移植的间充质干细胞(MSCs)不被铲除并免受免疫进犯,进步了小鼠骨髓移植的成功率。

如此一来,间充质干细胞临床运用中输入体内后,无法长时刻停留在体内而是会跟着时刻的延伸而被机体铲除的这一影响其医治作用的难题也或将被处理。这将进一步推进了间充质干细胞医治的开展。

研讨人员对本来的海藻酸盐微凝胶进行了改善,加入了另一种与海藻酸盐交联的化合物,使微凝胶愈加坚固,能够更好地反抗人体的免疫系统和铲除机制。他们培育了封装后的MSCs,以影响它们割裂发生更多的细胞。

研讨小组发现,9天后,承受 MSCs 微凝胶医治的小鼠骨髓中的同种异体细胞数量是未承受 MSCs 医治的小鼠的两倍。相同,微凝胶间充质干细胞也比无凝胶间充质干细胞体现得更好。

文章定论:

运用一种非基因技能,来大幅进步MSCs在移植环境下的存活率,很好地弥补了基因工程的缺乏,是临床短少的。

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触碰圣杯,造血干细胞扩增技能有望破解

——Nature

2019年5月,国际尖端期刊Nature一篇论文中,来自东京大学和斯坦福大学的研讨团队发明晰一种新的无血清培育系统,成功在试验室中安稳地培育出造血干细胞。成果显现,从小鼠骨髓中取得原始的50个造血干细胞,体外增殖28天,能够取得长时刻坚持活性的造血干细胞。原始样本中的造血干细胞数量增加了236倍到899倍,达到了史无前例的水平。当他们把重成长的细胞移植到没有承受过清髓预处理的小鼠体内时,这些动物的血液和免疫细胞都是从移植的造血干细胞和本身的造血干细胞中开展而来,这标明移植的干细胞现已成功并发挥了功用。

假如这套培育系统能够成功地优化培育人源造血干细胞,它或许会为再生医学和根底研讨做出巨大的奉献。

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