国家科学家团队展望干细胞生物学的未来

(加利福尼亚州圣塔芭芭拉)— —由加州大学圣塔芭芭拉分校的专家领导的一组领先科学家在了解干细胞生物学的工作原理方面取得了显着进展。他们的研究已发表在该杂志上 细胞干细胞 .

干细胞生物学正在全世界范围内掀起波澜,对最终修复身体的部分寄予厚望。尽管许多科学家认为这些突破是可行的,但仍有一些障碍必须克服,包括在修复器官时引入癌症的令人担忧的潜力。

由UCLA哈佛大学医学院的神经生物学家和物理学家组成的团队,在圣塔芭芭拉分校进行的干细胞重大跨学科研究’的格芬医学院和耶鲁大学干细胞中心。

该论文是生物学,物理学和工程学之间的合作。前两位作者是神经科学研究所(NRI)和UCSB的Pierre Neveu’卡夫利理论物理研究所(KITP); NRI,MCDB和UCSB的闵正基’的干细胞生物学与工程中心。

这项研究的一个重要概念是多能性— —高级作者肯尼思·科西克(Kenneth S. Kosik)解释说,人类胚胎干细胞具有分化或变成体内几乎任何细胞的能力。&发展生物学(MCDB)。 Kosik还是Harriman神经科学研究主席和NRI联合主任。而且,Kosik是专门研究阿尔茨海默氏症的执业医师’s Disease.

“干细胞的美丽和优雅在于它们具有这些双重特性,” said Kosik. “一方面,它们可以扩散— —他们可以分裂和更新。另一方面,它们也可以将自己转化为体内的任何组织,体内的任何类型的细胞。”

科希克说,科学家们已经了解到,体内许多细胞都有可能成为多能细胞。“改变的主要动力是转录因素,” said Kosik. “它们驱动着实验室程序,通过该程序我们可以逆转从干细胞到分化细胞的发育过程,并利用皮肤中的分化细胞来制造干细胞。 ”

对于人类胚胎干细胞,Kosik解释了一段时间
他和他的团队一直在研究一组称为microRNA的控制基因。“To really
了解microRNA,第一步是记住生物学的中心教条— —DNA是RNA的模板,RNA被翻译成蛋白质。但是microRNA停在RNA步骤,永远不会继续制造蛋白质。”

根据Kosik的说法,’无论科学家如何制造或获得干细胞进行研究。它们可以是真正的人类胚胎干细胞(HESC),也可以是由皮肤细胞诱导的诱导性多能干细胞(IPSC)。 microRNA模式’t “respect”Kosik说,细胞是如何制成的。研究小组发现,所有多能干细胞都不相同,但是在来源上没有差异。科学家发现了两组干细胞,而与来源无关。 MicroRNA谱证明了这一点。

当查看microRNA时,总体概况是一个非常好的预测指标— —也许是最好的预测指标— —您拥有哪种类型的细胞。“您可能正在通过显微镜看一个肿瘤,但可能不确定那个肿瘤,” said Kosik. “也许肿瘤在大脑中,但是你不知道’不知道是脑瘤还是其他地方的转移。您可以’务必始终准确说明它们是什么类型的细胞。

“microRNA会告诉您” said Kosik. “这些资料可以告诉您不同类型的癌症;他们可以告诉您不同类型的细胞;它们可以将干细胞与其他细胞区分开来;它们可以区分皮肤细胞和脑细胞。当您全面查看这些配置文件时,它们会提供一个独特的签名,可以告知您所拥有的单元格类型。以便’这些microRNA的一个非常重要的特性。”

科学家研究了胚胎和诱导多能细胞中的400种不同的microRNA。人类有大约1,000个microRNA。

多能干细胞与癌细胞具有某些相似性。他们是不朽的。他们自我更新。肿瘤不断分裂。多能干细胞也是如此。“That’他们的财产,自我更新,扩散,” said Kosik. “And that’癌症的作用。多能干细胞可以自我更新而不是癌症,但是癌细胞可以自我更新并且是癌症怎么可能?癌症无法控制自己。什么’s the difference?”

科学家们对40种分化的人体细胞进行了研究,
microRNA测试。他们发现,在癌细胞和分化细胞中,microRNA的差异很大。这不足为奇。

令人惊讶的是,当观察多能细胞时,有些更类似于癌症,而另一些则不太相似。

“人们在使用干细胞修复身体部位时担心的一大问题是,您是否会患上癌症,” said Kosik. “That’s a big worry ¬¬ — —主要担心之一。所以,如果我们有办法,而我们没有’尚不知道,但是如果这些看起来像癌症的microRNA谱图表明对癌症的倾向,那将是非常高兴的。但是我们不’t know that yet.”

他解释了两种可能性:如果医生要使用干细胞进行身体修复,他们不会’不想让他们患癌,但他们确实希望他们具有足够的成长潜力,从而真正发挥作用。“所以也许他们看起来有点像癌症,” said Kosik. “另一方面,你不’不想让他们成为肿瘤。因此,也许您希望他们看起来不像癌症。在这一点上,您可以选择其中一个。我们只是不’t know.”

UCSB的科学家将研究答案。

其他作者是加州大学洛杉矶分校戴维·格芬医学院的Qi Shuping Qi和Harley I. Kornblum; UCSB的David E.Buchholz和Dennis Clegg’NRI,MCDB和干细胞生物学与工程中心;哈佛医学院的Mustafa Sahin;朴贤炫,哈佛大学干细胞研究所和耶鲁大学干细胞中心;哈佛医学院金光S;哈佛大学干细胞研究所的George Q. Daley;和UCSB物理系和KITP的Boris I. Shraiman。

编者注:可以通过(805)893-5222与Ken Kosik联系,也可以通过以下电子邮件与我们联系: [email protected]。有关可下载的图像,请访问: http://www.ia.ucsb.edu/pa/display.aspx?pkey=2384



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