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CellStemCell十大热点文章9月

2018-12-03 16:43:34

Cell Stem Cell十大热点文章(9月)

生物通报道:《Cell Stem Cell》杂志是2007年Cell出版社新增两名新成员之一(另外一个杂志是Cell Host Microbe),这一杂志内容涵盖了从基本的细胞和发育机制到医疗软件临床应用等整个干细胞生物学研究内容。这一杂志特别关注胚胎干细胞、组织特异性和癌症干细胞的成果。《Cell Stem Cell》自创刊以来就倍受关注,影响因子迅速提升,从0一冲至16.826,又达到了25.315。其中受关注的文章是近期的封面文章,内容如下:

1. Efficient Generation of Human iPSCs by a Synthetic Self-Replicative RNANaohisa Yoshioka, Edwige Gros, Hai-Ri Li, Shantanu Kumar, Dekker C. Deacon, Cornelia Maron, Alysson R. Muotri, Neil C. Chi, Xiang-Dong Fu, Benjamin D. Yu et al.

来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报道了一种健康的容易重复的基于RNA的方法来产生人诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)。他们开发出的这种方法显着地改善现有的基于DNA的方法,能够避免潜在的整合问题,并为未来的临床应用提供一种貌似更加简单和更加安全的方法。

之前开发的产生未发生病毒基因组整合的iPSCs的方法重复性较差并且效率低下。因此,在当前这项研究中,研究人员着重开发出一种自我复制的基于RNA(不会整入细胞DNA中)的方法,并且利用这种方法,一旦将这种RNA导入宿主细胞中,他们能够以一种受控的方式保留和降解它。

利用一种结构蛋白已被剔除但非结构蛋白(non-structural protein)仍然存在的委内瑞拉马脑炎病毒(Venezuelan equine encephalomyelitis virus, VEE),研究人员加入四种重编程因子(OCT4、KLF4、SOX2和c-MYC或GLIS1)。他们只需将复制性的VEE RNA转染到新生儿或成人成纤维细胞中一次,就导致具有干细胞特征的iPSCs高效产生。论文通信作者Steven Dowdy博士说,这种方法重复性好,效率高,而且还没有发生整合。

2. Genetic and Epigenetic Variations in iPSCs: Potential Causes and Implications for ApplicationGaoyang Liang, Yi Zhang

这篇文章由华裔学者张毅完成,主要概况了诱导多能干细胞的遗传学与表观遗传学变化。3. Regional Localization within the Bone Marrow Influences the Functional Capacity of Human HSCsBorhane Guezguez, Clinton J.V. Campbell, Allison L. Boyd, Francis Karanu, Fanny L. Casado, Christine Di Cresce, Tony J. Collins, Zoya Shapovalova, Anargyros Xenocostas, Mickie Bhatia

在一项新的研究中,来自加拿大麦克马斯特大学的研究人员揭示出人造血干细胞的位置,这可能会改善骨髓移植。的造血干细胞位于骨末端的骨小梁区域(trabecular bone area, TBA)。这一发现有望降低捐献时所需的骨髓数量,同时增加接受骨髓移植的病人体内的再生能力和降低这些病人体内的免疫排斥。骨髓移植已开展了50多年,而且在大多数医院里也是一种常规性的疗法。对包括白血病、贫血症和免疫疾病在内的癌症和其他疾病而言,它是一种拯救生命的疗法。 位于的造血干细胞周围的细胞是特别重要的,因为这些位于骨末端的“干细胞邻居”提供独特的指令从而让这些人造血干细胞维持着它们的优异再生能力。

4. CD34 Cells at the Apex of the Human Hematopoietic Stem Cell Hierarchy Have Distinctive Cellular and Molecular SignaturesFernando Anjos-Afonso, Erin Currie, Hector G. Palmer, Katie E. Foster, David C. Taussig, Dominique Bonnet

5. Cardiac Stem Cell Therapy and the Promise of Heart RegenerationJessica C. Garbern, Richard T. Lee

近期的一些研究表明干细胞疗法能够改善心力衰竭患者的心脏健康,如明尼苏达大学的研究就表明如果开启一个单一的基因(Mesp1),利用干细胞可以制造出心脏,血液以及肌肉。西班牙研究人员首次通过从人类心脏中提取的成熟细胞将脂肪组织的干细胞转变成为心肌细胞。换句话说,他们已经重新编程了成熟的干细胞,并能改善心脏病的治疗效果。研究人员从人类脂肪组织中分离出成熟的干细胞,让这些细胞暂时暴露于人类的心房细胞中,随后再对这些细胞重新进行培养。经过12天的培养,这些细胞向着心肌细胞的表型方向分化,这可以通过以下方面得到证明:这些细胞从形态上发生了改变,表现为带有纤维纹和分枝的双核细胞;免疫荧光检查发现,它们带有心脏特有的标记;RT - PCR检测证明,这些细胞存在心肌基因;它们有逆转录表达。这样,这些干细胞获得了一个心脏的表型。这些都为心脏再生提供了理论依据。

6. In Vivo Mapping of Notch Pathway Activity in Normal and Stress HematopoiesisPhilmo Oh, Camille Lobry, Jie Gao, Anastasia Tikhonova, Evangelia Loizou, Jan Manent, Ben van Handel, Sherif Ibrahim, Jeffrey Greve, Hanna Mikkola et al.

7. Directed Differentiation of Human Embryonic Stem Cells into Thymic Epithelial Progenitor-like Cells Reconstitutes the Thymic Microenvironment In VivoXiaoning Sun, Jun Xu, Hongxia Lu, Wang Liu, Zhenchuan Miao, Xin Sui, Haisong Liu, Li Su, Weichao Du, Qihua He et al.

北京大学生命中心邓宏魁研究组成功利用人胚胎干细胞培养出人胸腺祖细胞,经体内移植可形成功能性的胸腺组织。

胸腺作为T细胞发育成熟的主要部位,是人体重要的免疫器官之一。胸腺移植在治疗免疫相关疾病方面有广泛的应用潜力,如治疗DiGeorge综合症等免疫缺陷疾病、诱导对移植器官的免疫耐受等。目前成熟的临床胸腺移植方案虽已建立,但是胸腺组织供体的缺乏却极大地限制了胸腺移植的临床应用。人胚胎干细胞由于具有分化为人体内几乎所有细胞类型的能力和体外无限增殖的特性,理论上可以提供大量的人胸腺细胞用于临床胸腺移植。然而,人胚胎干细胞能否在体外定向分化形成功能性的胸腺细胞,是人多能干细胞定向分化领域的一个长期未解决的问题。邓宏魁研究组成功地在体外分化过程中模拟了体内的胸腺发育途径,建立了人胚胎干细胞向胸腺祖细胞定向分化的诱导体系。将分化获得的胸腺祖细胞移植到裸鼠体内,可进一步成熟分化形成胸腺皮质和髓质上皮细胞。更为重要的是,由此形成的胸腺上皮组织可支持小鼠功能性T细胞的发育成熟,并在人源化小鼠模型中能有效促进人T细胞的形成。这一研究工作首次证明了人胚胎干细胞可定向分化为功能性的人胸腺祖细胞,不仅为研究人体胸腺发育提供了一个重要的体外研究平台,而且为胸腺移植的临床应用提供了新的细胞来源,给未来基于胸腺的再生医学治疗相关疾病带来了新的可能。

8. The Epidermis Comprises Autonomous Compartments Maintained by Distinct Stem Cell PopulationsMahalia E. Page, Patrick Lombard, Felicia Ng, Berthold Gttgens, Kim B. Jensen

我们体内的所有器官依赖干细胞来维持它们的功能。皮肤是我们的器官,并且形成一道抵御环境的屏障。如今,一项来自丹麦哥本哈根大学和英国剑桥大学的新研究挑战了当前的干细胞模型,并解释了皮肤在一生当中如何得以维持。这项新的研究解释了当前的一项秘密:皮肤细胞如何能够分裂过快而促进皮肤癌产生但是被认为维持皮肤外层的干细胞没有发生任何可追踪的基因变化。这项新的研究提示着没有发生变化的原因可能在于这些干细胞可能根本就没有参与过度增殖。

9. Induction of a Hemogenic Program in Mouse FibroblastsCarlos-Filipe Pereira, Betty Chang, Jiajing Qiu, Xiaohong Niu, Dmitri Papatsenko, Caroline E. Hendry, Neil R. Clark, Aya Nomura-Kitabayashi, Jason C. Kovacic, Avi Ma’ayan et al.

人体内的造血干细胞,每天都要生产数以百万计的血细胞。现在,西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine)的研究人员,将四个基因转到小鼠的成纤维细胞中,成功将其编程成为造血干细胞。在这一发现的前提下,人们将有望为特定患者量身定做造血干细胞,并将其分化成为各种血细胞用于细胞治疗。研究人员对一系列遗传学因子进行了筛选,确定了能有效诱导成纤维细胞转化的四个转录因子,Gata2、Gfi1b、cFos和Etv6。研究显示,这一转录因子组合足以将成纤维细胞转化为内皮样的前体细胞,并终生成造血干细胞。这些前体细胞不仅具有内皮细胞的特征,还表达CD34、Sca1和Prominin1。

10. Tet1 Regulates Adult Hippocampal Neurogenesis and CognitionRun-Rui Zhang, Qing-Yan Cui, Kiyohito Murai, Yen Ching Lim, Zachary D. Smith, Shengnan Jin, Peng Ye, Luis Rosa, Yew Kok Lee, Hai-Ping Wu et al.哺乳动物基因组DNA中5-甲基胞嘧啶(5mC)的动态平衡调节胚胎和成年哺乳动物的神经发生。这种表观遗传修饰不仅控制神经前体细胞的增殖和存活,还会影响新生神经元的轴突生长。近期研究发现5mC在体内可以被TET家族蛋白氧化成5-羟甲基化胞嘧啶(5hmC)等形式,而这些氧化修饰在早期胚胎和哺乳动物脑内有较高水平的分布。Tet酶催化的DNA氧化修饰在早期胚胎发育中的功能已有一些报道,但其在神经系统中的功能还鲜为人知。中科院上海生科院生化与细胞所徐国良实验室和美国Beckman研究所史艳红实验室以及新加坡临床科学研究所丁春明实验室合作研究发现,Tet1基因敲除虽然不影响小鼠的生长发育,但对成年小鼠海马区成体神经前体细胞的增殖具有调控作用。Tet1蛋白缺失后,成年小鼠神经前体细胞增殖能力降低,成体神经发生过程受损,并伴随有空间学习和短期记忆能力的下降。同时,Tet1的敲除致使与神经前体细胞增殖及成体神经发生相关的基因发生异常的高甲基化,从而使其表达水平下调,在一定程度上导致了小鼠成体神经发生过程的缺陷。该项研究揭示:Tet酶介导的DNA氧化修饰对小鼠成体神经细胞的增殖及发生起到精细的调控作用。

(生物通:万纹)

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