干细胞先驱发表单细胞RNA测序新成果

　　

生物通报道：人多能干细胞是研究人类胚胎发育的理想模型，可以揭示谱系分化背后的细胞和分子机制。不过，人们还不清楚单个干细胞如何退出多能状态并转化为相应的前体细胞。

Morgridge研究院的科学家们使用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，对来自人胚胎干细胞的谱系特异性前体细胞进行了转录组分析，揭示了人胚胎干细胞分化到定形内胚层（DE）的新调控子。这项研究最近发表在Genome Biology杂志上，文章通讯作者是著名干细胞先驱James Thomson。

James Thomson博士是干细胞领域的风云人物、莫格里奇研究院再生生物学主任、国际细胞动力学公司创始人兼首席科学家。Thomson的主要贡献包括1998年首次分离出人体胚胎干细胞，2007年成功诱导人体多能干细胞。《时代》杂志因他在人体胚胎干细胞方面的贡献把他作为2001年美国医学封面人物，2008年又把他评为全球最有影响力的百人之一。2011年，他与山中伸弥共同获得费萨尔国王国际奖和阿尔巴尼医学中心奖。

研究人员鉴定了定形内胚层（DE）的转录标志，明确了DE分化增强的关键时间窗。他们揭示了在这个时间窗内起作用的新调控子，并通过CRISPR/Cas9进行了功能验证。研究表明，从中内胚层到DE分化的过程中KLF8起到了关键的调节作用。

CRISPR基因编辑和iPS重编程是近年来的两大热点技术。CRISPR/Cas9已经在多个领域中展现了自己强大的特异性基因靶标能力。而iPS重编程在构建疾病模型和新药开发中有着很高的应用价值。将CRISPR应用到iPS细胞中去，可以实现个性化的干细胞治疗，造福多种遗传学疾病的患者。James Thomson与Murdoch儿童研究所（MCRI）合作，将重编程与CRISPR基因组编辑结合到一个步骤中，显著缩短了生成基因校正干细胞的时间，是实现个性化细胞疗法的重要一步。（更多详细信息参见：干细胞先驱最新成果：CRISPR与重编程的完美结合）

James Thomson还和Wisconsin-Madison大学的科学家们用干细胞生成了模拟人类大脑发育的类器官，为研究药物毒性提供了一个更加便捷的平台。研究人员在水凝胶上培养源自干细胞的神经祖细胞、血管细胞和小胶质细胞，这些前体细胞自发组装成三维的神经组织，具备发育中人类大脑的多种特征。这是首次从人类多能干细胞获得包含血管和小胶质细胞的3D大脑发育模型。（更多详细信息参见：干细胞先驱成功构建新型类器官）

2014年11月，遗传学大牛George M. Church领导的研究团队在Nature Communications杂志上展示了CRISPR编辑iPS细胞的脱靶情况。他们对人iPS细胞进行CRISPR基因编辑，然后将全基因组测序和靶向深度测序结合起来，鉴定了Cas9编辑iPS细胞时的脱靶效应。研究指出，CRISPR编辑人类iPSC并没有导致显著的基因组改变或突变率提高，不过有一种单核苷酸变异（SNV）会影响Cas9的特异性。（更多详细信息参见：遗传学大牛最新文章：CRISPR编辑iPS细胞的脱靶情况）

生物通编辑：叶予

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