再生医学重要成果:革命性干细胞修复系统

【字体: 时间:2016年04月06日 来源:生物通

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  蝾螈堪称再生大师,没有其他动物能比得上它们。而我们人类是学习大师,在不久的将来就能学会蝾螈的看家本领。澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)的科学家们开发了一个革命性的干细胞修复系统。该系统采用的策略与蝾螈再生类似,能将体细胞转变为组织再生性多能干细胞(iMS),修复任何类型的受损组织。

  

生物通报道:蝾螈堪称再生大师,没有其他动物能比得上它们。而我们人类是学习大师,在不久的将来就能学会蝾螈的看家本领。

澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)的科学家们开发了一个革命性的干细胞修复系统。该系统采用的策略与蝾螈再生类似,能将体细胞转变为组织再生性多能干细胞(iMS),修复任何类型的受损组织。这项具有里程碑意义的研究发表在四月四日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

干细胞分为不同的类型,胚胎干细胞可以生成各种体细胞,成体干细胞只能生成特定类型的组织。“iMS细胞能够修复多种类型的组织,这是一个重大的突破,”领导这项研究的John Pimanda副教授说。“我们关闭了小鼠骨骼和脂肪细胞的记忆,将其转变为组织再生性多能干细胞。这些细胞回到机体内以后,能再生不同类型的细胞。”

UNSW研究人员提取了成熟的骨骼和脂肪细胞,先用5-氮杂胞苷(AZA)和血小板源性生长因子-AB(PDGF-AB)处理大约两天,然后再用PDGF-AB单独处理两到三周。已知AZA可以诱导细胞的可塑性,对于细胞重编程很重要。研究显示,AZA和生长因子将骨骼细胞和脂肪细胞转变为iMS细胞。这些干细胞进入受损组织之后就会增殖,促进组织的生长和愈合。

研究指出,iMS细胞与间充质干细胞、胚胎干细胞和多能干细胞相比具有一些独特的优势。这些细胞可以根据环境直接进行活体组织再生,而且不会形成畸胎瘤。iMS细胞的修复能力与蝾螈的肢体再生非常相似,都是诱导终末分化的细胞回到多能性状态,再根据自身需要生成受损组织的所有部件。

将成体细胞转变为多能干细胞通常要用到病毒载体,这在临床上是不可接受的,文章第一作者Dr Vashe Chandrakanthan指出。iMS细胞的生成不需要额外载体,克服了干细胞疗法的一大难题。

研究人员认为,自己开发的干细胞疗法在治疗颈背痛、椎间盘损伤、关节和肌肉退化上潜力很大,还可以促进植入物与机体的整合,帮助患者在手术后快速康复。这一技术的临床试验预计将在2017年下半年启动。

进入二十一世纪,干细胞领域迎来了制造类器官的热潮。澳大利亚和荷兰科学家用人类干细胞成功在体外获得了模拟胚肾的类器官,这一突破性成果发表在Nature杂志上。患有严重肾病的人往往依靠透析来维持生命,只有进行肾脏移植才能够将其治愈。然而由于捐献器官短缺,仅美国就有约十万人正等待肾脏移植。为了解决这一问题,人们一直希望在体外培养可供移植的肾脏。研究人员生成的这种类器官可以模拟肾脏功能,帮助人们对药物进行毒性筛选,也是体外培养肾脏用于移植的重要一步。(更多信息请参见:Nature发表再生医学重要突破

服下一片药丸,新组织就会突然长出来替换受损的组织,这一想法听起来有点像是科幻小说。不过,凯斯西储大学和德克萨斯大学西南医学中心的研究人员在这条道路上迈出了重要的一步。他们在《科学》(Science)杂志上发表了一种新药。这种药物成功修复了动物模型中的结肠、肝脏和骨髓损伤,挽救了原本会死亡的小鼠。(更多信息请参见:Science重大成果:神奇的再生药丸

前不久,中山大学、加州大学圣地亚哥医学院的研究人员开发出了一种再生医学新方法。该方法能够消除婴幼儿先天白内障,使残存的干细胞再生出功能性晶状体。研究人员在动物身上和小型临床试验中对这一治疗方法进行了测试。研究显示,这种疗法引起的手术并发症显著少于当前的标准疗法,12名儿童白内障患者再生的晶状体显示出优越的视觉功能。这些研究结果在线发布在今年3月9日的《自然》(Nature)上。(更多信息请参见:中山大学Nature发布再生医学重大成果

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:PDGF-AB and 5-Azacytidine induce conversion of somatic cells into tissue-regenerative multipotent stem cells

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