科学家发现区域选择性多能干细胞【澳门新葡亰app平台】,科学家发现新型干细胞

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美国科学家无意中发现一种名为“区域选择性多能干细胞”的新型细胞,不仅更容易在试管中培育,发育速度也更快且更稳定。有科学家认为,该细胞的发现或可帮助建立人类发育初期模型,并最终在猪、牛等动物身上培育出人类器官,用于研究或治疗。但也有人担心,这一细胞可能导致人兽杂交怪物的出现。

一种最新发现的干细胞类型比胚胎干细胞更容易在实验室中生长。图片来源:Mpi
Muenster/dpa/Corbis

加州萨克生物研究所发育生物学家胡安·卡洛斯·伊斯皮苏亚·贝尔蒙特和同事在今天出版的《自然》杂志上报告称,他们在将人体干细胞植入试管中培育出的实验鼠胚胎时发现了这种干细胞。

一种最新发现的干细胞类型能帮助提供人类早期发育的模型,并且最终使人类器官在诸如猪、牛等大型动物体内得以生长,以用于研究或治疗目的。

研究人员在含有不同发育因子和化学物质组合的基质中,培育出若干人类多能干细胞,结果发现,一种混合基质在使细胞生长、繁殖方面的表现更突出,在该基质中一种发育很好的细胞也展示出与其他干细胞不同的新陈代谢和基因表达模式,不过,在将这种细胞植入老鼠胚胎内时,结合效果并不好。

美国加州索尔克生物研究所的发育生物学家Juan Carlos Izpisua
Belmonte和他的同事在试图将人多能干细胞植入小鼠胚胎时,偶然发现了一种此前并未知晓的、可产生任何种类器官的多能细胞类型。

为了找出原因,他们将这种人体干细胞分别注射进一个7.5天大的老鼠胚胎内三个不同的区域。36小时后,只有胚胎尾部的干细胞与胚胎整合,并发育成正确的细胞层,形成了一个拥有不同DNA来源的“怪物”胚胎。由于这种细胞对胚胎内的某些位置有特殊偏爱,因此,研究人员将其称为“区域选择性多能干细胞”。

此前,科学家知道两种其他类型的多能干细胞,但让它们大量生长或引导其发育成特定类型的成年细胞被证明非常困难。在《自然》杂志上,Izpisua
Belmonte及其同事报道了一种新型多能细胞。它们更容易在试管内生长,并且当被注射在合适的位置时,更容易被植入胚胎中。研究人员将其称为“区域选择性多能干细胞”。

贝尔蒙特怀疑,胚胎在发育初期,包含有多种类型的多能干细胞,其中也包括rsPSCs。尽管目前还不清楚rsPSCs在胚胎发育过程中的具体作用,但它的发现,或可使研究人员能够利用动物胚胎建立人类发育初期模型,进而对人类胚胎早期发育情况进行研究。

俄亥俄州凯斯西储大学发育生物学家Paul
Tesar表示,由于这些区域选择性细胞比其他多能细胞生长得更快、更稳定,因此它们在发展新的疗法方面或许更加有用。

贝尔蒙特团队发现,他们很容易借用DNA切割酶对rsPSCs的基因组进行编辑,而在试管中培育的其他多能细胞则很难做到这一点。遗传编辑技术有望帮助科学家优化在其他物种体内培育人类细胞的能力,这也使一些科学家担心,有人会借用这种干细胞和遗传编辑技术制造出转基因怪胎。

Izpisua
Belmonte和同事试图将已知类型的人类多能细胞移植到试管内的小鼠胚胎中。他们通过在含有不同组合的生长因子和化学物质的基质中培育出这些细胞。一种混合基质在使细胞生长和增殖方面表现得更加突出。研究发现,和其他多能干细胞相比,在这种溶液中发育的细胞展现出不同模式的新陈代谢和基因表达,但它们无法被很好地植入小鼠胚胎。

凯斯西储大学发育生物学家保罗·特撒表示,使用rsPSCs等人体多能细胞制造出拥有人类器官的动物并非不现实,但很难做到。人和动物身上驱动器官形成的信号分子并不相同,人体器官与动物器官的发育速度也不相同,动物免疫系统是否会对人体器官发起攻击也尚不清楚,这些都是需要考虑的问题。

为找到阻止这种细胞和胚胎融合的因素,研究人员将人类细胞注入一只7.5天大的小鼠胚胎内的位置3个不同。36个小时后,只有被植入胚胎尾巴的细胞,被整合并发育成正确的细胞层,从而形成“杂交的”胚胎——
一个DNA拥有不同起源的有机体。由于这些细胞看上去偏好胚胎中的某个部位,因此研究人员将它们称为区域选择性细胞。

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