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30
2017
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09
干細胞移植領域研究進展一覽
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2785-16.2017
根據(jù)最近一篇發(fā)表在《The Journal of Neuroscience》雜志上的一篇文章中，研究者們描述了一種潛在能夠利用干細胞移植的方式促進脊髓神經(jīng)損傷之后運動能力恢復的治療方法。
此前研究已經(jīng)表明，利用神經(jīng)干細胞移植的方法能夠有效促進脊髓神經(jīng)損傷之后神經(jīng)元的修復。然而，由于遺傳背景的差異，供體細胞會與受體免疫系統(tǒng)的部分細胞發(fā)生相互作用，進而發(fā)生免疫排斥的現(xiàn)象。針對這些細胞間相互作用的分子機制目前還沒有清楚的結(jié)論。
對此，Hal Nguyen，Aileen Anderson以及他們的同事們在小鼠水平進行了相關研究。研究結(jié)果顯示，接受了人源供體組織來源的干細胞的小鼠需要首先敲除體內(nèi)一種特殊類群的免疫細胞，才能夠提高小鼠在玻璃板上的行動能力。盡管對于供體細胞來說，小鼠在脊髓神經(jīng)損傷發(fā)生的同時進行細胞的移植或者在脊髓神經(jīng)損傷發(fā)生30天之后再進行細胞的移植，其存活的幾率并沒有顯著差異，但隨著時間的不同，這些細胞分化的類型以及分布的部位則會出現(xiàn)明顯的差異。這些結(jié)果表明，免疫細胞在脊髓神經(jīng)發(fā)生損傷的不同時間點會出現(xiàn)不同的分布特征，而這一現(xiàn)象則會對干細胞促進神經(jīng)元的修復以及運動功能的恢復作用產(chǎn)生影響。
相關結(jié)果發(fā)表在最近一期的《The Journal of Neuroscience》雜志上，文章題目為："Systemic neutrophil depletion modulates the migration and fate of transplanted human neural stem cells to rescue functional repair"。
DOI: 10.1172/JCI92955
經(jīng)過一年半的實驗與觀察，來自加州圣地亞哥分校的研究者們稱：人源神經(jīng)干細胞移植進入患有脊髓神經(jīng)損傷的大鼠體內(nèi)后能夠持續(xù)的生長與成熟，在移植一年之后能夠恢復其原有功能。相關結(jié)果發(fā)表在最近一切的《Journal of Clinical Investigation》雜志上。
神經(jīng)干細胞能夠分化生成神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)以及支撐細胞。來自加州圣地亞哥分校的神經(jīng)學教授like Lu等人則研究了神經(jīng)干細胞治療脊髓神經(jīng)損傷的潛力。作者將誘導形成的多能性神經(jīng)干細胞移植進入患有脊髓神經(jīng)損傷的大鼠以內(nèi)用于治療。此前試驗證明神經(jīng)干細胞能夠成功移植并且在體內(nèi)形成新的神經(jīng)元連接，此外還能夠恢復一些有限的生理功能，例如肢體移動等等。
然而，仍然有一個問題得不到解決，那就是神經(jīng)干細胞的成熟速率。眾所周知，大鼠模型的生物學周期遠遠短于人類：人類的妊娠期需要280天，而打出只需要21天。人類嬰兒2到3歲左右時身體與大腦的重量比相當于20天的大鼠。因此，人源的神經(jīng)干細胞在動物模型中的試驗結(jié)果并不一定能夠反映人類患者真實的治療效果。
為了精確研究神經(jīng)元移植后的長期效果，作者利用人源H9神經(jīng)干細胞系作為研究對象，并且通過轉(zhuǎn)基因的方式導入了綠色熒光標記用于觀察。首先這些細胞在含有生長因子混合液的培養(yǎng)基中生長，之后被移植進入免疫缺陷的、脊髓神經(jīng)損傷的大鼠受體體內(nèi)。
之后，作者觀測了大鼠在移植手術之后的連續(xù)時間內(nèi)神經(jīng)干細胞的生長發(fā)育情況。結(jié)果顯示，隨著時間的延長，這些細胞漸漸向成熟的神經(jīng)元分化。"令我們驚訝的是，干細胞在整個觀測期間內(nèi)不斷地成熟，而且當神經(jīng)元成熟到一定階段時大鼠的生理功能也得到了一定的恢復"。
另外，作者還發(fā)現(xiàn)這類移植進入的神經(jīng)干細胞并不會從受傷部位遷移，負責這一過程的則是支持性的星狀細胞。此外，作者也沒有發(fā)現(xiàn)神經(jīng)膠質(zhì)的過分生長，例如腫瘤的形成等等。作者稱通過優(yōu)化移植的操作能夠?qū)⒓毎孤兜默F(xiàn)象降低。
DOI: 10.1172/JCI92571
骨髓中含有大量的造血干細胞，這類細胞能夠分化為各種各樣的血液細胞類群。在骨髓損傷以及系統(tǒng)性感染發(fā)病過程中，骨髓細胞能夠用于生成新的血細胞，包括免疫細胞在內(nèi)。這一過程被稱為造血過程。
最近，來自賓夕法尼亞大學的研究者們發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)控造血過程的重要蛋白Del-1，通過靶向該蛋白能夠提高干細胞移植的效率。此外，對于特定的血液癌癥患者來說，這種靶向療法能夠增強機體的免疫細胞產(chǎn)生的水平。相關結(jié)果發(fā)表在最近一期的《Journal of Clinical Investigation》雜志上。
該文章的作者，來自賓夕法尼亞大學醫(yī)學院的George Hajishengallis教授在職業(yè)生涯的早期就開始了對Del-1蛋白的研究，通過與同行們合作，他鑒定出了Del-1能夠抑制免疫細胞向牙齦組織的移動，從而證明該蛋白是一個潛在的治療牙齦疾病的靶點。此外，研究者們還發(fā)現(xiàn)Del-1同樣在骨髓組織中有大量的表達。
通過實驗，作者發(fā)現(xiàn)Del-1至少在三種支持造血而干細胞功能的骨髓細胞中表達：表皮細胞、CAR 細胞以及成骨細胞。利用Del-1缺失突變體小鼠，作者發(fā)現(xiàn)該蛋白能夠促進造血干細胞的增值與分化，從前體細胞分化形成髓系細胞，例如巨噬細胞、中性粒細胞等等。而對于淋巴細胞的分化促進作用則相對不明顯。
通過骨髓抑制試驗，作者發(fā)現(xiàn)Del-1的存在對于干細胞骨髓移植后的功能實現(xiàn)具有重要的作用。通過在小鼠水平模擬系統(tǒng)性感染，作者發(fā)現(xiàn)缺失Del-1蛋白會導致髓系細胞的水平出現(xiàn)明顯的降低。
綜上，作者認為這一發(fā)現(xiàn)將為提高骨髓干細胞移植的成功率提供新的研究思路。
DOI:10.1038/ncb3575
近日，一項刊登在國際雜志Nature Cell Biology上的研究報告中，來自加州大學洛杉磯分校的研究人員通過研究開發(fā)了一種新方法，該方法能夠激活毛囊中的干細胞使其促進頭發(fā)生長，相關研究或為后期研究人員開發(fā)新藥來促進脫發(fā)或禿頂人群的頭發(fā)生長；脫發(fā)的發(fā)生往往和多種因素直接相關，比如機體激素失衡、壓力、老化或化療等。
毛囊干細胞是頭發(fā)毛囊中的長壽細胞，其存在于皮膚中，而且在人的一生中都會持續(xù)產(chǎn)生頭發(fā)，通常情況下毛囊干細胞處于靜息狀態(tài)，但在新發(fā)周期過程中其會快速激活（當新頭發(fā)生長開始發(fā)生時），毛囊干細胞的靜息狀態(tài)往往受到多種因素的調(diào)節(jié)，在特定的情況下其往往并不會激活，也就意味著個體會出現(xiàn)脫發(fā)。
這項研究中，研究人員Christofk等人通過研究發(fā)現(xiàn)，毛囊干細胞的代謝不同于皮膚中的其它細胞，其細胞代謝涉及破碎營養(yǎng)物質(zhì)促進細胞分裂，產(chǎn)生能量并且對環(huán)境產(chǎn)生反應；隨著毛囊干細胞不斷消耗來自血液中的葡萄糖，干細胞往往會加工葡萄糖來產(chǎn)生名為丙酮酸鹽的代謝產(chǎn)物，隨后細胞就會將丙酮酸鹽傳輸至線粒體中，或者將丙酮酸鹽轉(zhuǎn)化成為乳酸代謝產(chǎn)物。
Christofk教授說道，我們對毛囊干細胞代謝過程的觀察能夠幫助我們檢測遺傳性地降低丙酮酸鹽進入線粒體是否會促進毛囊干細胞制造更多的乳酸，以及是否這會激活細胞并且促進頭發(fā)快速生長。研究人員首先在小鼠機體中遺傳性地阻斷了乳酸的產(chǎn)生，結(jié)果表明這能夠抑制毛囊干細胞的激活，反之，當遺傳性地增加小鼠機體中乳酸的產(chǎn)生時，也能夠加速毛囊干細胞激活，增加生發(fā)周期。在本文研究之前，研究人員并不清楚增加或降低乳酸水平是否會對毛囊干細胞產(chǎn)生影響；當研究人員發(fā)現(xiàn)改變?nèi)樗岙a(chǎn)生能夠影響到頭發(fā)生長時，他們便開始尋找藥物來作用于皮膚觀察是否能夠產(chǎn)生相同的效應。
隨后研究人員鑒別出了兩種藥物，當將藥物作用于小鼠皮膚時，研究者發(fā)現(xiàn)，藥物能夠以不同的方式來影響毛囊干細胞從而促進乳酸生成；第一種名為RCGD423的藥物能夠激活名為JAK-Sat的細胞信號通路，將細胞外部的信息傳輸?shù)郊毎酥?，研究者表示，JAK-Sat的激活能夠增加乳酸的產(chǎn)生并且驅(qū)動毛囊干細胞激活以及頭發(fā)生長；而另外一種名為UK5099的藥物則能夠阻斷丙酮酸鹽進入線粒體中，從而就能夠驅(qū)動毛囊干細胞中乳酸的產(chǎn)生，并且加速小鼠頭發(fā)的生長。
研究者Aimee Flores說道，通過本文研究我們獲得了能夠激活干細胞活性的新方法，利用藥物通過激活毛囊干細胞來刺激頭發(fā)生長這一思路非常新穎，這或許會給數(shù)百萬脫發(fā)人群帶來福音；目前我們才剛剛開始理解毛囊干細胞在頭發(fā)生長過程中所扮演的關鍵角色，后期我們還將通過更為深入的研究來對此進行解析，相信通過研究人員更多深入的研究，未來他們或能開發(fā)出徹底治療脫發(fā)的新型療法。
DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.05.035
近日，一項刊登在國際雜志Stem Cell Reports上的研究報告中，來自加利福尼亞大學等機構(gòu)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，利用電場或能夠引導神經(jīng)干細胞移植到大腦中的特定位點，相關研究或為研究人員開發(fā)新方法來有效引導干細胞對大腦損傷修復提供新的思路和希望。文章中，研究者闡明了如何利用電場來指導傷口的愈合，損傷的組織能夠產(chǎn)生微弱的電場，研究人員揭示了這些電場如何吸引細胞進入到傷口幫助愈合。
研究者Min Zhao教授表示，再生醫(yī)學研究的需求之一就是如何有效安全地移動并且引導干細胞進入到損傷位點進行修復，由于干細胞沒有有效遷移到損傷位點往往是開發(fā)有效臨床療法的一大障礙。來自上海仁濟醫(yī)院的研究者Junfeng Feng也是該研究的參與者，他們共同研究闡明了如何利用電場來引導干細胞植入到大腦中。
天然的神經(jīng)干細胞位于大腦深處（腦室下區(qū)和海馬體），其能夠發(fā)育成為其它大腦組織；為了修復大腦皮層的損傷，這些細胞不得不進行一些遠距離的遷移，尤其是在人類的大腦中，而移植的干細胞或許就需要進行遷移來尋找大腦損傷的區(qū)域。這項研究中，研究人員利用大鼠開發(fā)了一種干細胞移植模型，他們將人類的神經(jīng)干細胞置于吻側(cè)遷移流（rostral migration stream，RMS)中，吻側(cè)遷移流是大鼠大腦中攜帶細胞進入嗅球的一種途徑，而嗅球能夠控制動物的嗅覺，細胞能夠發(fā)生遷移部分是因為腦脊髓液的流動，部分是在化學信號的驅(qū)動下進行的。
通過在大鼠大腦中應用電場，研究者發(fā)現(xiàn)他們可以促進移植的干細胞抵御流體逆流而上在大腦中尋找其它位點，在治療后這些移植的干細胞能夠在新的位點停留數(shù)周或數(shù)月時間；最后研究者Zhao說道，在大腦中對干細胞進行電場“動員”和引導或許就能夠為我們提供一種新方法來促進干細胞療法對大腦疾病、中風和損傷進行治療。
（本文章摘自2017-09-20《生物谷》）
2024-04-28
2020-07-13
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