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作者：解螺旋.子非魚
如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源：解螺旋·醫(yī)生科研助手 “長(zhǎng)生不老”似乎只是在神話里才會(huì)發(fā)生的事情，殊不知,，在人類的身體中也有一種“永葆青春”的細(xì)胞：干細(xì)胞,。它的自我更新及再分化能力使其被醫(yī)學(xué)界稱為“萬(wàn)用細(xì)胞”，因而干細(xì)胞研究一直都是當(dāng)今醫(yī)學(xué)研究最前沿也是最熱門的方向之一,。近期各路科學(xué)家們大顯神通,，在該領(lǐng)域中取得很多令人興奮的成果，現(xiàn)在小魚就帶大家看看干細(xì)胞研究領(lǐng)域中究竟釋放了哪些洪荒之力,。（回復(fù)“干細(xì)胞”,，可下載查看干細(xì)胞相關(guān)文獻(xiàn)） 
2015年9月，因倫理問題美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）曾停止了將人類干細(xì)胞加入到動(dòng)物胚胎的嵌合體研究,，然而今年8月4日,，NIH宣稱除了一些特殊研究，即將解除對(duì)該研究的資助限制,。同時(shí)也會(huì)設(shè)立評(píng)審小組進(jìn)行倫理審查及監(jiān)督資金的使用,。新規(guī)定將縮短人類細(xì)胞引入非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物胚胎的研究限制期（28天），但是仍禁止在中樞神經(jīng)系統(tǒng)開始發(fā)育之前引入人類細(xì)胞,，以避免生成大腦嵌合體,；同時(shí),，還禁止培育出帶有人類細(xì)胞的動(dòng)物，以防止在非人類子宮中生長(zhǎng)出人類胚胎,，也需避免比親本更加類人化的動(dòng)物誕生,。嵌合體研究是一個(gè)逐漸興起的研究領(lǐng)域。目前研究人員將其應(yīng)用至早期胚胎發(fā)育的研究中和人類疾病動(dòng)物模型的構(gòu)建,，但未來的主要目標(biāo)是編程動(dòng)物以培養(yǎng)出人類器官,，期望能在成年動(dòng)物中獲得人類器官，并用于人類的器官移植中,。目前,，NIH的這項(xiàng)新規(guī)則正在公開征求意見，30天之后將發(fā)布最終的規(guī)則指南和移除對(duì)嵌合體研究的限制,。參考文獻(xiàn)：US agency to lift ban on funding human–animal hybrids Cell:10天內(nèi)完成干細(xì)胞特異性分化
將干細(xì)胞在一定的誘導(dǎo)環(huán)境下可分化為多種功能細(xì)胞,，是一個(gè)十分不易的過程。要想讓干細(xì)胞聽話,，分化成所需類型細(xì)胞,，完全取決于對(duì)誘導(dǎo)因素的精準(zhǔn)調(diào)控。近期,，斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員選擇胚胎干細(xì)胞進(jìn)行初始培養(yǎng),，設(shè)定了特殊的誘導(dǎo)信號(hào)分子環(huán)境，如調(diào)控NT/BMP和Hedgehog等分化誘導(dǎo)分子水平,，來使胚胎干細(xì)胞精確定向分化成特殊的前體細(xì)胞（能夠發(fā)育成特定組織器官）,，減少多向分化。通過這種方法,，研究人員巧妙的指揮干細(xì)胞迅速分化為所需的細(xì)胞類型,，并在5-10天內(nèi)已成功獲取12種細(xì)胞類型。參考文獻(xiàn)：Mapping the Pairwise Choices Leading from Pluripotency to Human Bone, Heart, and Other Mesoderm Cell Types Molecular cell:干細(xì)胞分化的啟動(dòng)鑰匙
干細(xì)胞的自我更新復(fù)制,、多向分化的潛能,，一直備受科學(xué)家的關(guān)注,。很多實(shí)驗(yàn)室都試圖找到干細(xì)胞分化的關(guān)鍵線索，從而促使干細(xì)胞分化出特定類型的細(xì)胞,，以便移植給患者用于疾病治療。最近桑福德伯翰醫(yī)學(xué)研究所的Nagy團(tuán)隊(duì)找到了其中的關(guān)鍵線索——轉(zhuǎn)錄因子OCT4,，可負(fù)責(zé)調(diào)控干細(xì)胞的特異性分化,。當(dāng)促進(jìn)細(xì)胞分化時(shí)，OCT4蛋白會(huì)綁定DNA及其他啟動(dòng)或抑制特定基因表達(dá)的因子,，共同致力于干細(xì)胞朝著不同的方向分化,。同時(shí),，OCT4還可幫助響應(yīng)外界因素（維甲酸受體RAR和β-catenin）的轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)響應(yīng)基因。Nagy研究團(tuán)隊(duì)的這一發(fā)現(xiàn)揭示了相同的分化信號(hào)如何誘導(dǎo)干細(xì)胞朝著不同類型的細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)變的秘密,。參考文獻(xiàn)：OCT4 Acts as an Integrator of Pluripotency and Signal-Induced Differentiation  Cell Metab：TCA代謝產(chǎn)物影響干細(xì)胞的分化
美國(guó)加州大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)氧化磷酸化水平較低的人類多能干細(xì)胞（hPSC）仍然能夠產(chǎn)生三羧酸循環(huán)（TCA）代謝產(chǎn)物,，其中α-酮戊二酸（αKG）增加或αKG/琥珀酸（succinate）比例增加都會(huì)促進(jìn)始發(fā)態(tài)多能干細(xì)胞的分化。通過研究發(fā)現(xiàn),，αKG能夠抑制線粒體ATP合酶,，還可以誘導(dǎo)始發(fā)態(tài)多能干細(xì)胞發(fā)生組蛋白和DNA的去甲基化，進(jìn)而影響始發(fā)態(tài)多能干細(xì)胞的分化狀態(tài),。參考文獻(xiàn)：α-Ketoglutarate Accelerates the Initial Differentiation of Primed Human Pluripotent Stem Cells Cell Rep：一步法讓干細(xì)胞變成神經(jīng)元
眾所周知,，釋放γ-氨基丁酸（GABA）的中間神經(jīng)元在大腦皮質(zhì)中發(fā)揮重要的調(diào)控作用，并參與了多種神經(jīng)紊亂疾病的發(fā)生,。為了給中間神經(jīng)元及相關(guān)疾病研究提供巨大便利,，來自新加坡國(guó)立大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)在ASCL1、LHX6,、DLX2的作用下人類多能干細(xì)胞（hPSC）可直接被誘導(dǎo)成GABA能神經(jīng)元（iGN）,，同時(shí)也證明了誘導(dǎo)形成的iGN可以表達(dá)神經(jīng)元標(biāo)記物SST，并在6-8周時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出成熟的電生理特性,。iGN不僅能夠在體外形成突觸網(wǎng)絡(luò),，實(shí)現(xiàn)功能上的成熟——釋放GABA，且還可以在體內(nèi)整合到宿主的突觸回路中,。參考文獻(xiàn)：Direct Induction and Functional Maturation of Forebrain GABAergic Neurons from Human Pluripotent Stem Cells Cell Stem Cell：干細(xì)胞驗(yàn)證四步法
干細(xì)胞的多能性是將它們用于再生醫(yī)學(xué)和組織工程學(xué)的關(guān)鍵，但是要獲得處于原始態(tài)（naive,，多能性最早期）的人類胚胎干細(xì)胞是非常困難的,。為了確定人類胚胎干細(xì)胞的準(zhǔn)確標(biāo)記,，并將其與精確的發(fā)育時(shí)間關(guān)聯(lián)起來,，研究者開發(fā)了驗(yàn)證干細(xì)胞的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)即檢測(cè)原始態(tài)干細(xì)胞對(duì)人鼠嵌合體的貢獻(xiàn),，如果嵌合體中包含任何人類的DNA,，就標(biāo)記著干細(xì)胞的移植成功。第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)則是檢測(cè)450萬(wàn)個(gè)“轉(zhuǎn)座子”的RNA生物標(biāo)記物的表達(dá)譜,。一些轉(zhuǎn)座子可以調(diào)控基因表達(dá),，在維持生物體穩(wěn)態(tài)中起著至關(guān)重要的作用。因而,，分析在干細(xì)胞中活化的轉(zhuǎn)座子是它們多能性階段一個(gè)極其敏感和高度可重復(fù)的指標(biāo),。第三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞的DNA甲基化狀態(tài)，相比于始發(fā)態(tài)(primed)胚胎干細(xì)胞，原始態(tài)胚胎干細(xì)胞中DNA甲基化較低,。最后,，第四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是女性原始態(tài)細(xì)胞中X染色體的表觀遺傳狀態(tài)，其與人類植入前胚胎相似,。這項(xiàng)研究為廣泛地評(píng)估人類多能細(xì)胞的階段,、狀態(tài)和質(zhì)量提供了一張線路圖，可以克服當(dāng)前在研究和臨床應(yīng)用中使用這些細(xì)胞的一些限制,。參考文獻(xiàn)： Molecular Criteria for Defining the Naive Human Pluripotent State Cell Stem Cell：皮膚干細(xì)胞的兩個(gè)“衛(wèi)士”
皮膚的自我更新,，傷口治愈以及再生毛發(fā)，都得益于一小群皮膚干細(xì)胞的存在,。本文研究發(fā)現(xiàn)了基因組中的12000多個(gè)增強(qiáng)子中有大約300個(gè)是與干細(xì)胞相關(guān)的超級(jí)增強(qiáng)子，而DNA甲基化酶Dnmt3a和Dnmt3b能夠通過DNA甲基化修飾在基因的增強(qiáng)子和超級(jí)增強(qiáng)子上發(fā)揮它們的活性,，從而增強(qiáng)了大約1000個(gè)干細(xì)胞自我更新所需要的基因表達(dá)。這項(xiàng)研究說明這兩種蛋白對(duì)皮膚干細(xì)胞的自我更新有至關(guān)重要的作用,，它們能夠啟動(dòng)干細(xì)胞基因編程的第一步,。參考文獻(xiàn)：Dnmt3a and Dnmt3b Associate with Enhancers to Regulate Human Epidermal Stem Cell HomeostasisStem Cell：干細(xì)胞暗藏“不老之泉”的奧秘 為了對(duì)抗衰老,，機(jī)體儲(chǔ)備了一些具有器官再生能力的成體干細(xì)胞，但是隨著機(jī)體的逐漸衰老,，許多成體干細(xì)胞無法很好的完成它們的工作,，進(jìn)而導(dǎo)致衰老疾病的發(fā)生。為了逆轉(zhuǎn)衰老對(duì)成體干細(xì)胞的影響,，研究人員將Nanog基因?qū)胨ダ系母杉?xì)胞中,，發(fā)現(xiàn)Nanog開啟了兩條關(guān)鍵信號(hào)途徑：ROCK和TGF-beta信號(hào)途徑，并啟動(dòng)了休眠狀態(tài)的肌動(dòng)蛋白（actin）,，而actin所構(gòu)造的細(xì)胞骨架在成體干細(xì)胞形成肌肉細(xì)胞過程中是必須的,，因而也使得因衰老而失去再分化能力的成體干細(xì)胞重新獲得干細(xì)胞特性。參考文獻(xiàn)：NANOG Reverses the Myogenic Differentiation Potential of Senescent Stem Cells by Restoring ACTIN Filamentous Organization and SRF-Dependent Gene Expression
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