Cell子刊：維持細胞永生狀態的秘方
日期：2014-11-17 09:26:49
多能干細胞具有一個卓越的特性就是能夠在實驗室中維持永生，在適當的條件下它們能夠無限地分裂和生長。事實證明，這種能力也可以進一步沿著發育路徑，在負責生成特定組織的主力祖細胞身上保留下來。
來自莫格里奇（Morgridge）研究院的一個研究小組發現了一種方法，可以使得負責生成血液和血管組織的小鼠前體細胞處于一種永生樣狀態。通過調控少數的基因，研究人員讓這些細胞“陷在”了一種自我更新狀態，它們能夠生成功能性的內皮、血液和平滑肌細胞。
這些發表在11月13日《Stem Cell Reports》雜志上的研究結果，為我們指出了一種潛在的新方法，在實驗室環境下開發出可用于藥物篩查、治療以及作為基本研究工具的細胞。
領導這一研究小組的是世界干細胞領域的風云人物、莫格里奇研究院再生生物學主任、國際細胞動力學公司創始人兼首席科學家James Thomson博士。Thomson的主要貢獻包括1998年首次分離出人體胚胎干細胞，2007年成功誘導人體多能干細胞。《時代》雜志因他在人體胚胎干細胞方面的貢獻把他作為2001年美國醫學封面人物，2008年又把他評為全球最有影響力的百人之一。2011年，他與山中伸彌共同獲得費薩爾國王國際獎和阿爾巴尼醫學中心獎。
論文的主要作者、再生生物學研究人員David Vereide說：“對我而言最大的收獲就是能夠控制住這些細胞的發育。通常情況下，這些細胞生命短暫，耗盡自身分化生成特異的細胞類型，但我們找到了一種方法來打斷這一過程。”
人們認為在發育過程中，血液和血管細胞都起源于稱作為成血管干細胞(hemangioblast)的前體細胞。這項研究確定了給這些細胞施加6個轉錄因子——Gata2、 Lmo2、Mycn、Pitx2、Sox17和Tal1，可使得成血成血管干細胞在數代內保持增殖。轉錄因子是一類能夠調控基因組中哪些基因開啟或關閉的蛋白質。
在這種情況下，這些轉錄因子為這些細胞工廠“提供了電能”，讓它們持續地分裂和擴增。
Vereide說，這項研究令人興奮的一個組成部分就是，它能夠大大提高生成具有研究和治療價值的細胞類型的效率。祖細胞，這些可生成特定組織的干細胞的“子女”，往往是生成機體關鍵的構件細胞——腦、血管、骨骼等的最后步驟。
Vereide說，胚胎干細胞遠離功能細胞類型。例如，當它們分為為肌肉或神經元時，它們要在數周到數月內經過多個步驟，每一步都降低了效率，增加了突變的可能性。
Vereide 說：“擁有這些可培育的前體細胞的價值在于，你不必經歷所有這些步驟，而更加接近于具有醫學價值的這些功能性細胞類型。不用經歷20個步驟，而只需一步或兩步。如果你可以減少其中一些步驟，對于以細胞為基礎的一些治療策略其會更具吸引力。”
Vereide說，這項研究提供了一個“原理證明”：并不只是干細胞具有永生樣狀態。Vereide的下一步將轉向人類干細胞，以生成能夠具有各種用途促進人類健康的祖細胞。
Vereide說他對于在其他細胞類型中證實這一原理持樂觀態度。“我希望其他的科學家們能夠從中得到啟發。如果你深入地去研究任何組織的前體狀態，你都將有可能找到一些在細胞皿中驅動這些前體細胞擴增的核心因子。”
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