干细胞大牛Cell Stem Cell：四步验证干细胞

　　

生物通报道  瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）和美国的科学家们开发出了一种强大的方法，确定人类胚胎干细胞的特征以及它们的医疗应用潜力。

干细胞的多能性是将它们用于再生医学和组织工程学的关键。多能性指的是细胞分化为不同细胞类型的能力。这意味着我们要能够可靠地获得、培养和维持完全多能性干细胞。生成处于多能性最早期，即基态（ground）或原始态(naïve)的人类胚胎干细胞非常的困难，而在小鼠细胞中则很容易做到这一点。

麻省理工学院Rudolf Jaenisch，Salk研究所Joe Ecker，及瑞士洛桑联邦理工学院Didier Trono的三大实验室，现在开发出了一个四步的过程来确定人类胚胎干细胞的准确标记，将它们与精确的发育时间关联起来。这项首先针对人类胚胎干细胞的研究工作发布在7月14日的《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上。

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第一个标准涉及一种严格的检测，看看原始态干细胞对小鼠-人类胚胎的贡献。如果生成的生物体（所谓的“嵌合体”）包含任何人类的DNA，这标志着这些干细胞移植成功。

第二个标准是检测450万个称作为“转座子”的RNA生物标记物的表达谱，转座子是可以在基因组中四处移动的遗传元件——事实上，它们构成了一半的人类基因组。由于它们可以通过将自身插入到基因中引起危险的突变，在胚胎早期发育阶段转座子实际上受到抑制。然而，一些转座子也调控了基因表达，在维持生物体稳态中起至关重要的作用。研究人员证实分析在干细胞中活化的转座子是它们多能性阶段一个极其敏感和高度可重复的指标。

第三个标准的焦点是这些细胞的DNA甲基化状态，相比于始发态(primed)胚胎干细胞，原始态胚胎干细胞中DNA甲基化较低。最后，第四个标准是女性原始态细胞中X染色体的表观遗传状态，其与人类植入前胚胎相似。

这项研究为广泛地评估人类多能细胞的阶段、状态和质量提供了一张线路图，可以克服当前在研究和临床应用中使用这些细胞的一些限制。基于这项工作，研究人员已开发了一个叫做Cellphmed的启动项目。该公司的使命是简化第二个标准的实验工作，其中涉及分析转座子的转录谱，生成一些可用于广泛的研究和临床应用的人类细胞标记物。

Rudolf Jaenisch是干细胞研究领域的权威人物，他是Whitehead研究所的创始人之一，曾经担任过国际干细胞学会的主席。其在一系列的领域做出了有影响的工作，包括基因敲除小鼠、表观遗传学研究、核移植、iPSC等，解决了这些领域几乎所有的重要问题。

Jaenisch曾在1974年成功构建出第一只转基因小鼠，由此改变了遗传学的研究模式。2013年他在Cell杂志上发表了一项研究成果，将再次彻底改变遗传工程动物模型的构建方式，甚至有可能重新定义哪些物种可作为模式生物（《Cell》发表革命性基因组工程技术成果）。

2015年，Jaenisch领导Whitehead研究所的研究人员开发出了一种方法，监测单个细胞中随着时间推移发生的DNA甲基化改变。这一突破性的研究成果发布在顶级科学期刊Cell杂志上（Cell发布革命性DNA甲基化分析技术 ）。

2015年12月，Jaenisch和Whitehead生物医学研究所的Richard A Young博士共同领导研究人员，构建出了在人类胚胎干（ES）细胞和成体细胞中构成人类基因组三维（3D）结构，并调控了基因表达的DNA环的图谱。一些基因和调控元件在这一染色体框架内的定位有可能帮助科学家们更好地指导他们的基因组研究，确立突变与疾病发生发展之间的关系。这一成果发布在Cell Stem Cell杂志上（两位干细胞大牛Cell Stem Cell携手发布新成果 ）。

2016年4月， Jaenisch和Whitehead研究所的研究人员利用一种新方法确定了，在全基因组关联研究(GWAS)中鉴别出的一种非编码突变是如何促成散发性帕金森病(PD)的。这种方法可用于为其他有遗传性病因的散发性疾病，如多发性硬化症、糖尿病和癌症分析GWAS结果。他们的结果在线描述在Nature杂志上（Nature：CRISPR/ Cas9技术助力遗传研究）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

Rudolf Jaenisch et al. Molecular Criteria for Defining the Naive Human Pluripotent State. Cell Stem Cell, July 2016 DOI: 10.1016/j.stem.2016.06.011