上海交大《PLOS》发表干细胞新研究

　　

生物通报道：2014年7月23日，国际生物学领域著名期刊《Plos One》在线发表了上海交通大学的一项最新研究成果“Differentiation of Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells into Prostate-Like Epithelial Cells In Vivo”，该研究报道称，人类脐带间充质干细胞可在体内分化为前列腺样的上皮细胞，表明它们可潜在地用于组织修复和许多内胚层衍生的内部器官的再生。

本文通讯作者为上海交通大学医学院的高维强，其1978年毕业于南京大学，1989年在哥伦比亚大学获得博士学位，然后在哥伦比亚大学医学院及洛克菲勒大学从事博士后研究。1993年至2010年任Genentech科学家及实验室主任和资深科学家。于2010年起担任上海交大讲席教授。现任上海交通大学冠名教授、Med-X研究院副院长、Med-X仁济医院干细胞研究中心主任。在前列腺癌症研究、肿瘤干细胞的研究成绩斐然，已发表包括“自然”、“ 美国科学院通报”、 “癌症研究” 、“ 生物化学”、《自然-神经科学》、《发育》等杂志的论文。其率先对 “Notch”, “Hedgehog”, “Wnt”信号传导系统在前列腺发育和肿瘤发病机理作了很重要的阐述。并对结肠癌提出了新的可能治疗方法。受邀到包括“Gordon Conference”等多个国际学术会议演讲。2008底年在《自然》发表论文，在世界上第一次报道了可以用单个干细胞在体内重建前列腺。这一发现对组织再生和肿瘤治疗将有深远的影响。

人间充质干细胞（MSCs）是多能干细胞，存在于几个成年组织中。据报道，这些细胞能够分化成各种细胞类型，特别是中胚层来源的组织，包括骨、软骨、肌肉、韧带、肌腱和脂肪。成人MSCs，因其具有自我更新和多向分化的能力，具有很大治疗潜力，目前其最常见的来源是骨髓（BM）。然而，由于可用于自体使用的BM-MSCs数量有限、BM吸引术的侵入性操作，和随年龄增加BM-MSCs频率和分化潜力的显著降低，迫切需要发现可替代的骨髓间充质干细胞。最近的研究报道了MSCs一种有吸引力的替代组织来源——人脐带（hUC）。

人类UC-MSCs在再生医学和组织工程学中的潜力，已经引起了研学界很大的兴趣，因为与来自BM的MSCs相比，它们具有优越性。hUC包含两个动脉和一个静脉，它们周围环绕着粘液样结缔组织（称为华顿氏胶，WJ）。WJ具有理想的特性，如大的、快速可用的MSCs库，无创无痛的收集程序，和伦理上无争议的MSCs来源。此外，有研究认为，hUC-MSCs比其他组织来源的MSCs更加原始和具有较少的免疫原性，并具有更优越的可塑性和更大的扩张能力。

虽然已有研究证明，hUC-MSCs，如同来自骨髓的MSCs，能分化成中胚层组织，如骨骼、软骨、肌肉、韧带、肌腱和脂肪，但是，它们是否能够分化为内胚层来源的上皮细胞（如前列腺上皮细胞），还不确定。在小鼠中，大约17-18天左右妊娠期的内胚层来源的尿生殖窦（UGS）上皮细胞出芽，可形成前列腺。腺体经历了广泛的导管生长和分支，并持续到出生后数周。在人类中，前列腺上皮细胞出芽见于妊娠10周。前列腺是重要的男性附件性腺，只存在于哺乳动物中，功能是产生精液的主要部分，其中包含分泌蛋白前列腺特异抗原（PSA）。

这项研究报道称，当hUC-MSCs结合大鼠尿生殖窦基质细胞（rUGSSs），并在体内移植到肾小囊时，它们能够分化成前列腺上皮样细胞，这可经过前列腺上皮细胞特异性标志物（包括前列腺特异抗原）得以验证。体内形成的前列腺腺管结构，表现出的细胞结构，与正常前列腺中看到的腔和分支特征相似。此外，hUC-MSCs的人类起源，经过人细胞核抗原的免疫细胞化学得以验证。

总之，这些结果表明，hUC-MSCs能够分化成通常来源于内胚层的上皮样细胞，表明它们可潜在地用于组织修复和许多内胚层衍生的内部器官的再生。

（生物通：王英）

延伸阅读：《Cell Reports》：科学家诱导不育男性的干细胞产生精原细胞

生物通推荐原文摘要：
Differentiation of Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells into Prostate-Like Epithelial Cells In Vivo
Abstract：Although human umbilical cord mesenchymal stem cells (hUC-MSCs) have been identified as a new source of MSCs for potential application in regenerative medicine, their full potential of differentiation has not been determined. In particular, whether they have the capability to differentiate into epithelial cells of endodermal origin such as the prostate epithelial cells is unknown. Here we report that when hUC-MSCs were combined with rat urogenital sinus stromal cells (rUGSSs) and transplanted into the renal capsule in vivo, they could differentiate into prostate epithelial-like cells that could be verified by prostate epithelial cell-specific markers including the prostate specific antigen. The prostatic glandular structures formed in vivo displayed similar cellular architecture with lumens and branching features as seen for a normal prostate. In addition, the human origin of the hUC-MSCs was confirmed by immunocytochemistry for human nuclear antigen. These findings together indicate that hUC-MSCs have the capability to differentiate into epithelial-like cells that are normally derived from the endoderm, implicating their potential applications in tissue repair and regeneration of many endoderm-derived internal organs.