山中伸弥PNAS发表细胞重编程新成果(山中伸弥的成果)

山中伸弥PNAS发表细胞重编程新成果

2016年10月15日讯 干细胞能够分化成为机体内任何类型的细胞，既是研究人体早期发育的理想工具，也是细胞治疗的宝贵资源。小鼠胚胎干细胞可分为原始态 （Na?ve）和始发态（primed）两种状态，始发态多能性是原始态多能性之后的发育阶段，已经为分化做好了准备。

Gladstone心血管疾病研究所的科学家们用白血病抑制因子（LIF）、骨形成蛋白4（BMP4）、溶血磷脂酸（LPA）和抗坏血酸（AA）由小将小鼠始发态多能干细胞转化为原始态多能干细胞。这项研究发表在十月十四日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上，文章通讯作者是著名学者山中伸弥和Kiichiro Tomoda。山中伸弥是iPS细胞重编程技术的创始人，他因这一技术赢得了2012年的诺贝尔医学奖。

原始态和始发态多能干细胞是再生医学的潜在细胞资源。虽然这两类细胞都能生成三种胚层，但它们的细胞形态、基因表达程序和表观遗传学修饰并不相同。研究人员发现，LPA脂质信号传导和生产LPA的酶（autotaxin）是将始发态多能干细胞转化为原始态多能干细胞的关键。这项研究可以帮助人们通过细胞外刺激和基因调控精确控制多能干细胞，用于再生医学和细胞生物学领域的研究。

基因表达变异是小鼠胚胎干细胞的一个重要特征，但人们还不清楚这背后的具体原因。浙江大学和哈佛大学的研究人员对小鼠胚胎干细胞进行了单细胞mRNA-seq分析。他们发现，这些细胞表现出的异质性是血清培养造成的。这项研究发表在一月二十一日的Cell Reports杂志上。

细胞维持生命的化学活动会生成许多简单的化合物，它们被称为代谢物。科学家们最近发现，生命初始阶段的代谢物改变能调控胚胎干细胞的发育。这项研究于去年十一月发表在Nature Cell Biology杂志上。

EMBL-EBI和剑桥大学的研究团队对啮齿类和灵长类动物进行研究，阐明了哺乳动物胚胎中多能性的建立和发展。这项研究发表在Developmental Cell杂志上，不仅有助于理解人类的胚胎发育，也为重编程和IVF研究带来了重要启示。

山中伸弥的成果

山中伸弥是诱导多功能干细胞（iPScell）创始人之一。2007年，他所在的研究团队通过对小鼠的实验，发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞，为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果在全世界被广泛应用，因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约。
2006年山中伸弥等科学家把4个转录因子通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。
山中伸弥从其他科学家已经公布的研究结果中挑选出24种最有希望的转录因子。在试验室中他发现这24种转录因子中的确有4种转录因子可以将人体细胞重组成干细胞。他把4种基因注入皮肤细胞，从而得到“鸡尾酒”iPS细胞。
事实证明这4个转录因子中，其中一个转录因子确实是“一次天大的冒险”，因为这一个是与癌症相关的转录因子。数月后他又发现即使不使用这个致癌基因，他仍然能够重组细胞，这样癌变的几率会大大降低。但新创造的干细胞仍然会发生癌变，在他的实验中，121只老鼠中，有20%产生了肿瘤。这说明使用逆转录病毒，可能使基因产生变异，引发肿瘤等副作用。他表示下一步的研究目标是在不使用逆转录酶的情况下实现细胞重组。

听说干细胞可以抗衰老，让人体器官老的更慢些，它有哪些优势？

　　人体的衰老、皱纹的出现，本质上是细胞的衰老和减少，而细胞的衰老和减少则由干细胞老化。干细胞族群的老化会减弱干细胞增殖与分化能力，新生细胞得不到补充，衰老细胞无法被替代，最终导致个体各系统功能下降，使人一天天老去。干细胞抗衰老的研究，吸引着全球顶尖医学者的目光。
　　干细胞抗衰老，实现返老还童
　　2012年诺贝尔生理学和医学奖获得者、日本科学家山中伸弥在2006年发现有4个基因能够对细胞进行重新编程，使细胞恢复到年轻甚至是胚胎干细胞的状态。山中伸弥他们在实验中验证了运用该技术可以让培养皿中的人体皮肤细胞活力提高；他们还对一只患有早衰疾病的白鼠做了实验，结果表明白鼠早衰特征消除，寿命也得到延长。
　　无独有偶，位于美国加州的索尔克研究所的科学家们同样通过“细胞重编程”，使培养皿里的人类皮肤细胞由表及里都更加年轻。他们以患有早衰疾病的小白鼠为实验对象进行研究，成功消除衰老特征的同时延长了小白鼠30%的寿命。
　　干细胞疗法及其优势
　　干细胞是一类具有自我复制与分化能力的多潜能细胞，一定条件下可分化为功能细胞。研究人员通过对干细胞进行体外分离、培养、定向诱导分化等手段，可以培养出一种新的、健康的、更年轻的细胞、组织乃至器官，以替换患病或不正常的细胞，达到治愈目的。干细胞疗法作为一种新型治疗手段，被广泛应用于人类难治性疾病和慢性疾病的治疗中。
　　干细胞疗法优势
　　可大量增殖：强大的增殖能力和多向分化潜能，能够增殖分化并产生大量后代；
　　来源方便：易于分离、培养、扩增和纯化，多次传代扩增后仍具有干细胞特性；
　　低免疫原性：因细胞处于原始状态，不易被识别，所以不存在免疫排斥的特性，没有血型匹配问题；
　　细胞修复：具有靶向性，损伤性信号能刺激干细胞向受损器官、组织的迁移分化，靶向到受损病灶，完成受损细胞的修复。

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