干細(xì)胞領(lǐng)域牛人Cell轉(zhuǎn)分化研究新突破
日期：2012-09-10 09:27:34
采用一個(gè)分步的轉(zhuǎn)分化過程，懷特黑德研究所的研究人員將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榱伺咛ゲG丸支持細(xì)胞（Sertoli-like Cell）。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期（9月7號）的《細(xì)胞干細(xì)胞》（Cell stem cell）雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是干細(xì)胞研究領(lǐng)域的權(quán)威人物Rudolf Jaenisch，Jaenisch是懷特黑德研究所的創(chuàng)始人之一，曾經(jīng)擔(dān)任過國際干細(xì)胞學(xué)會的主席。其在一系列的領(lǐng)域做出了有影響的工作，包括基因敲除小鼠、表觀遺傳學(xué)研究、核移植、iPS等，解決了這些領(lǐng)域幾乎所有的重要問題。
成熟睪丸支持細(xì)胞的主要作用是為發(fā)育的精子細(xì)胞提供支持和營養(yǎng)。此外，睪丸支持細(xì)胞已被證實(shí)具有營養(yǎng)特性，可應(yīng)用到移植中保護(hù)非睪丸細(xì)胞移植物。然而成熟的睪丸支持細(xì)胞是無有絲分裂活性的，而在培養(yǎng)皿中長期培養(yǎng)的原代不成熟睪丸支持細(xì)胞會發(fā)生退化。因此，找到不依賴捐獻(xiàn)者睪丸細(xì)胞的替代細(xì)胞來源是基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的重要的興趣點(diǎn)。
“我們的想法是如何可以從皮膚細(xì)胞生成睪丸支持細(xì)胞，那么在進(jìn)行體外受精實(shí)驗(yàn)時(shí)支持精子發(fā)生過程或在體內(nèi)共移植時(shí)保護(hù)諸如神經(jīng)元等其他細(xì)胞類型將會容易達(dá)到。否則，你就只能從胎兒睪丸中獲得增殖細(xì)胞，”Jaenisch說。
Jaenisch實(shí)驗(yàn)室研究人員似乎通過轉(zhuǎn)分化已經(jīng)克服了供應(yīng)和壽命的挑戰(zhàn)。轉(zhuǎn)分化是指直接重編程細(xì)胞從一種成熟細(xì)胞類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N，而無需首先使細(xì)胞返回至胚胎干細(xì)胞狀態(tài)。不同于其他的重編程方法生成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)，轉(zhuǎn)分化不需要使用可能致癌的基因。
在這篇論文中科學(xué)家們通過將整個(gè)過程分為兩個(gè)主要步驟，成功將小鼠皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)分化生成了胚胎睪丸支持細(xì)胞，模擬了在睪丸中睪丸支持細(xì)胞的發(fā)育。在這一進(jìn)程中的第一步是將皮膚成纖維細(xì)胞從間質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝钌掀顟B(tài)。在第二步，細(xì)胞獲得了相互吸引形成體內(nèi)胚胎睪丸支持細(xì)胞和生殖細(xì)胞間所見的聚集物樣的能力。
接下來科學(xué)家們設(shè)計(jì)了一種由五個(gè)轉(zhuǎn)錄因子組成的雞尾酒來激活上皮細(xì)胞的胚胎睪丸支持細(xì)胞遺傳程序。由此生成的細(xì)胞顯示了許多胚胎睪丸支持細(xì)胞的特征，包括聚集、形成與睪丸中的細(xì)精管相似的管狀結(jié)構(gòu)以及分泌獨(dú)特的睪丸支持細(xì)胞因子。當(dāng)注入到小鼠胎兒睪丸中時(shí)，轉(zhuǎn)分化的細(xì)胞遷移到了適當(dāng)?shù)奈恢茫系絻?nèi)生小管中。總的來說，注入的細(xì)胞行為上就像內(nèi)源性的胚胎睪丸支持細(xì)胞，盡管有少數(shù)基因表達(dá)存在差異。
“注入的轉(zhuǎn)分化細(xì)胞與天然的生殖細(xì)胞產(chǎn)生了密切的互作，這表明它們絕對不會對生殖細(xì)胞產(chǎn)生任何的不良影響，”論文的第一作者、Jaenisch實(shí)驗(yàn)室的博士后研究人員Yossi Buganim說。
事實(shí)上，當(dāng)培養(yǎng)睪丸支持細(xì)胞用于維持培養(yǎng)皿中的其他細(xì)胞時(shí)，Buganim注意到受到轉(zhuǎn)分化細(xì)胞支持的細(xì)胞茁壯生長，相比實(shí)際天然的睪丸支持細(xì)胞支持的細(xì)胞生存得更久。
受到這些體外結(jié)果的激勵(lì)，Buganim說他將進(jìn)一步調(diào)查這些胚胎睪丸支持細(xì)胞在移植到腦部后是否維持了這種增強(qiáng)支持能力，在腦部能夠支持衰退的神經(jīng)元。如果是這樣，它們就可以應(yīng)用于開發(fā)針對諸如肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）和帕金森氏癥等神經(jīng)退行性疾病的以神經(jīng)元為基礎(chǔ)的治療。
