曾经在干细胞上
这个小的干细胞变成了心脏细胞,这种小的干细胞骨骼,这个小干细胞具有突变基因,这个小干细胞没有……当干细胞研究开始十年前,它的可能性(从对早期人类发育的启示到替换有缺陷或患病的细胞)似乎是睡前故事的东西。
但是,国立卫生研究院支持的科学家正在越来越多地了解干细胞的基本生物学。他们指出了每种类型的独特特性和潜力:几乎可以变成任何细胞的胚胎干细胞,可以变成专门组织或器官细胞的成年干细胞,并诱导多能干细胞,这些干细胞被重编程为成熟的成年细胞,以像胚胎一样作用。
以下是五个发现,说明了研究人员在理解所有干细胞特征及其未来命运方面取得了长足进步。
命运的痕迹
直到几年前,科学家都认为,针对组织类型的基因一直处于休眠状态,直到干细胞分化为心脏,骨骼,皮肤或其他类型的细胞为止。但是随后,加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员发现,蛋白质在多能阶段很早就标记了这些基因,当时细胞具有广泛的未来功能。现在,科学家认为干细胞分化为不同命运的能力可能取决于这些标记的存在。洞察力可以帮助研究人员更好地理解多能性的性质,并确保干细胞充分发挥作用,并有能力在接受治疗之前测试所需的命运。
僵硬,柔软和难以压力
并非所有的干细胞都一样:就像三头小猪的房屋一样,有些似乎是用稻草建造的,而另一些则是用砖块建造的。布朗大学的科学家确定干细胞的物理特性可以预测细胞最适合的组织的类型。他们发现最好是由僵硬的干细胞发展出来的。这种脂肪最容易从柔软的,柔软的干细胞中形成。并且最好是由具有高粘度的干细胞产生的软骨细胞,或者对拉伸应力的抗性。在遥远的未来,研究人员设想了在相同过程中发生的干细胞检索,分类和治疗;修复骨骼的外科医生可以从患者中提取多余的脂肪,并选择在手术部位注射最僵硬的干细胞。
制作心脏细胞的混合物
当灰姑娘的仙女教母将南瓜放进马车时,她不得不使用正确的咒语。同样,哄骗干细胞仅形成他们想要的细胞类型,科学家们已经了解到它采用了正确的公式。加拿大多伦多市McEwen再生医学中心的研究人员创造了营养素和蛋白质的混合物,刺激人类胚胎干细胞成为心脏祖细胞或成人心脏细胞的开始阶段。然后,这些细胞成长为组成功能性心肌的三种不同类型。这项工作促进了我们对心脏如何发展的理解,并使科学家更接近能够为治疗目的创建心脏组织。它还为研究人员提供了一个关于实验室菜肴中心脏细胞功能的治疗方法的机会。
高贵的牺牲
有时,干细胞可以变成的最好的东西根本没有。如果通过暴露于化学物质,辐射,病毒或其他因素来损害其DNA,胚胎干细胞迅速杀死了自己,以防止随着细胞分裂而损坏。北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员刚刚描述了如何。与成年人不同,人类胚胎干细胞具有蛋白质Bax的活跃形式,可以通过与其他关键蛋白质通信来关闭细胞。为了防止意外的细胞自杀,每个干细胞都将其“毒苹果”存储在高尔基体设备中,在该设备中,它与这些蛋白质相互作用的可能性较小。这种新的理解可以有助于干细胞疗法的发展,也许是在帕金森氏病等疾病中替代损失的细胞。
干细胞并不是唯一有可能成为其他物质的细胞 - 研究者已经开发了重新编程成人细胞的方法。当科学家对疾病患者的细胞这样做时,他们可以使用所谓的多能干细胞研究其疾病并测试潜在的治疗方法。例如,西奈山医学院的研究人员从与心肌病有关或心脏组织肿胀的患者中提取了皮肤细胞。科学家发现,当他们从皮肤样品中产生干细胞时,细胞继续成为患病的心脏细胞。他们的目的是研究这些,以确定为什么这些心脏细胞生长如此之大,并制定干预措施,以瞄准它开始的增长。
了解更多: