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用动物培养人体器官有突破进展
时间:2015-05-08 11:44:18  作者:网站编辑  来源:生物谷
美国著名干细胞科学家发现一种新型多能干细胞,这种细胞具有重要应用价值,例如可以作为人类胚胎发育研究的模型,可以用大型动物培养人类器官

  多能干细胞的概念并不新颖,如胚胎多能干细胞和诱导多能干细胞,但这些多能干细胞都存在两大缺点,一是不容易大量扩增,二是难以定向诱导。Izpisua Belmonte最近偶然发现一种多能干细胞竟然能同时解决这两个问题,一是容易体外扩增,二是通过注射到胚胎后能定向分化。因为这种细胞只能在特定胚胎部位存活,他们称这种细胞为区域选择多能干细胞(rsPSCs)。这种干细胞能分化成任何组织细胞,已经尝试将这种细胞移植到小鼠胚胎。

  克利夫兰凯斯西储大学发育生物学家Paul Tesar说,这种干细胞rsPSCs的特点是,生长速度快和稳定性好。这是作为治疗用干细胞最突出的优点。

  Izpisua Belmonte等本来尝试将人类诱导干细胞移植到体外小鼠胚胎,他们用包含多种生长因子和化合物的培养基培养这些细胞时,意外发现其中一种组合让细胞生长和分裂速度明显加快,这种细胞在代谢模式和基因表达上都和其他多能干细胞有很大不同。

  为分析这种组合产生这种效应的原因,研究人员将这种人类细胞注射到7.5天龄小鼠胚胎,36小时后,只有胚胎尾部的细胞能成功存活,并能和小鼠细胞整合分化成正确的细胞层,形成人鼠嵌合体胚胎,因为这些细胞只在特定区域存活,所以科学家将这类细胞命名为区域选择多能干细胞。

  Izpisua Belmonte怀疑早期阶段的胚胎内包含多种类型多能干细胞,其中包括区域选择rsPSCs细胞。尚不清楚这种rsPSCs细胞本身是否在决定胚胎分化方向中发挥部分作用。确定多能干细胞的亚类型,能让科学家通过动物胚胎移植研究早期人类胚胎的发育细节。

  Izpisua Belmonte等发现,他们能很容易地使用DNA剪切酶编辑rsPSCs细胞的基因组,通常情况下体外多能干细胞很难进行这种操作。基因编辑能帮助科学家改良人类细胞,使这些细胞能在其他动物体内存活,形成转嵌合体。Tesar说,使用人类多能干细胞的思路,如利用这种rsPSCs在动物体内培养出人类器官完全是可能的,但他认为最终实现目标仍然面对许多困难。例如,是否动物免疫系统会不会对这种外来人类器官产生攻击,驱动器官形成的信号分子在动物和人类也存在差别,人类器官的发育速度和动物器官也不一样。

  Izpisua Belmonte 对这些评价表示感谢,但他说制造生长人体器官的动物将面临伦理学问题,尽管他说自己的实验室已经着手准备给猪移植各种类型干细胞,目前只是万里长征第一步。

关键字:动物,人体器官
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