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Cell:公布6大经典干细胞研究综述

过去十年干细胞研究一直都闪耀在聚光灯下,是全球科学家们关注的焦点,这种细胞独特的分化潜能,以及与微环境之间的精确调控,令科学家们如痴如醉,但是制作和使用这些细胞,用于治疗却依然存在一些争议。近期Cell杂志整理收集了干细胞生物学方面的一些关键综述,为我们描绘了这种神奇细胞的整体视图。

1、Control of the Embryonic Stem Cell State

这篇文章是干细胞研究领域的一大“牛人”2011年发表的一个综述,来自Whitehead研究所的Richard Young是人类胚胎干细胞调节通路的先驱,也是世界知名的基因组研究专家,他为利用组学工具研究干细胞做出了重要的贡献。

这篇综述主要介绍了当时关于诱导多能干细胞研究方面的成果,文章指出胚胎干细胞状态可以通过转录调控获得,这揭示了调控哺乳动物基因表达的基本机制,也有助于深入了解基因表达与染色体结构相互作用,人类疾病等方面的问题。

2、Stem Cells and Niches: Mechanisms That Promote Stem Cell Maintenance throughout Life

微环境(Niches)是调节干细胞的局部组织微环境。根据哺乳动物的研究结果,人们很久以前就预测到了这些结构,但直到最近使用新的的方法,快速而可靠地鉴定单个干细胞及其行使功能所需条件,才详细描述了几个无脊椎动物中的这类结构。虽然在动物组织通常并不容易达到单个细胞的精度,但目前发现的控制生态位行为的主要原则,很可能在许多不同的生物中起作用。

研究人员指出在阐明这些微环境如何促进干细胞的维持方面,已经取得了许多重要的进步。对于细胞平衡的调节来说,干细胞维持的机制非常关键。在成年人中,干细胞的维持发生改变,很可能也是老化和肿瘤发生的原因。

3、Differentiation of Embryonic Stem Cells to Clinically Relevant Populations: Lessons from Embryonic Development

胚胎干细胞具有产生任何分化细胞类型的潜能,因而有可能被用来建立一种哺乳动物发育的新模型,以及为再生医学提供一个新的细胞来源。为了将这种潜能变为现实,就非常有必要控制胚胎干细胞的分化,以及引导这些细胞按特定的途径发育。从胚胎学中我们已经对干细胞分化的关键调节途径有许多深入的了解,使得我们在体外组培中构建原肠胚形成,内胚层、中胚层、外胚层以及它们的许多下游派生物的诱导等方面,取得很多进步。

这些进步导致鉴定出造血、神经和心血管等细胞系的多能祖细胞,以及导致发展出方法,以高效地产生包括造血细胞、心肌细胞、少突细胞、多巴胺神经细胞和不成熟的β胰岛素细胞。接下来的挑战是,在体外和人类疾病的临床前模型中展示这些细胞的功能效用。

4、Stem Cells, the Molecular Circuitry of Pluripotency and Nuclear Reprogramming

通过将体细胞的细胞核移植到去核的卵子,或者通过一种更新的方法,即将特定的转录因子注射到体细胞,就可以将体细胞改造为多能的类胚胎干细胞。细胞核的改造具有极大的医学价值,因为它能够产生针对病人的特异细胞。在此,研究人员在深入了解干细胞多能性状态调节线路的基础上,综述了将体细胞改造为多能的胚性状态的策略,以及讨论改造的分子机制。

5、Hematopoiesis: An Evolving Paradigm for Stem Cell Biology

依靠自我更新的造血干细胞,机体建立并维持着血液系统。造血干细胞一般情况下只在成体哺乳动物的骨髓中保留少量。本综述描述了造血干细胞的发育起源,以及调节世系定向分化的分子机制。

对造血作用的研究提供了对相关干细胞生物学的深刻见解,包括发育和组织稳态中细胞内的相互作用,转录因子负责的世系设定和改造,以及环境特异和年龄特异的细胞内表型区别。

6、Socializing with the Neighbors: Stem Cells and Their Niche

成体干细胞通过与微环境相互作用精确地控制自身的维持和分化。来自微环境的信号能动态和差异性地在干细胞及其分化子细胞中传导并发挥作用。

在这篇2004年的综述中,研究人员指出我们需要深入了解干细胞如何与其微环境相互作用的,从而令其为治疗和诊断发挥作用。十年过去了,这十年间的成果证明了当时研究人员确实高瞻远瞩。

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