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科学家们扩展了干细胞重新生长任何组织类型的能力

2019-06-30 09:07:16 • 来源：

当科学家们谈论实验室干细胞是全能的或多能的时，它们意味着细胞具有像胚胎一样发展成体内任何类型组织的潜力。然而，多能干细胞可以做多能干细胞不能发育成支持胚胎的组织，如胎盘。这些被称为胚胎外胚胎组织，在发育和健康成长中至关重要。

科学家们扩展了干细胞重新生长任何组织类型的能力

现在，Salk研究所的科学家与来自中国北京大学的研究人员合作，报告他们发现了一种化学混合物，使培养的小鼠和人类干细胞能够做到这一点：产生胚胎和胚胎外组织。他们的技术，在2017年4月6日的细胞杂志上描述，可以产生对哺乳动物发育的新见解，从而导致更好的疾病模拟，药物发现甚至组织再生。预计这种新技术对于模拟早期发育过程和影响胚胎植入和胎盘功能的疾病特别有用，可能为改进体外受精技术铺平了道路。

“在胚胎发育过程中，受精卵及其初始细胞都被认为是全能的，因为它们可以产生所有胚胎和胚胎外胚胎。然而，体外捕获具有这种发育潜力的干细胞一直是一个重大挑战。干细胞生物学，“Salk教授Juan Carlos Izpisua Bemonte说，他是该论文的共同高级作者，也是Salk Roger Guillemin主席的持有人。“这是第一份报告推导出稳定干细胞类型的研究，该类型显示出对胚胎和胚胎外谱系具有全能性的双向发育潜力。”

一旦哺乳动物卵子受精并开始分裂，新细胞就会分成两组：那些将发育成胚胎的细胞和那些会发育成支持组织的细胞，如胎盘和羊膜囊。由于这种分工相对较早发生，研究人员往往不能稳定地维持培养的细胞系，直到细胞已经通过它们仍然可以成为任何一种类型的点。新发现的鸡尾酒使干细胞能够稳定地成为任何一种类型，导致Salk团队将它们称为扩展的多能干(EPS)细胞。

“EPS细胞的发现提供了开发一种通用方法来建立干细胞的潜在机会，这种方法可以延长哺乳动物的发育潜力，”Salk的资深科学家Jun Wu说道，他是该论文的第一作者之一。“重要的是，EPS细胞的优良种间嵌合能力使它们对于研究使用宿主动物物种的发育，进化和人体器官生成特别有价值。”

为了开发他们的鸡尾酒，Salk团队与北京大学的团队一起首先筛选了支持多能性的化合物。他们发现，四种化学物质和一种生长因子的简单组合可以稳定人类多能干细胞在发育不太成熟的状态下，从而使它们能够更有效地促进发育中的小鼠胚胎中嵌合体(来自两个不同物种的细胞混合物)的形成。他们还对小鼠细胞应用了相同的因子，并且令人惊讶地发现，新衍生的小鼠干细胞不仅可以产生胚胎组织类型，还可以从胚胎外谱系分化成细胞。此外，研究小组发现，新的小鼠干细胞具有更强的形成嵌合体的能力，单个细胞可以产生整个成年小鼠，这在该领域是前所未有的。

“人类和小鼠EPS细胞的优异嵌合能力在转基因动物模型的产生和替代器官的生产等应用中具有优势，”吴补充说。“我们现在正在测试人类EPS细胞是否对猪的嵌合体贡献更有效，其器官大小和生理学更接近人类。”人类EPS细胞与2017年1月在Cell的Salk团队报告的种间囊胚互补平台相结合，为猪的人体器官的生成提供了巨大的潜力，以满足对供体器官不断增长的需求。

“我们相信，具有类似全能特征的稳定干细胞系的衍生将对干细胞领域产生广泛而响亮的影响，”Izpisua Belmonte说。

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