由德州大学西南医学中心 分布式资源调度程序(Distributed Resource Scheduler的缩写)
、于乐谦、雷宇·魏及其同事从小鼠、马和人身上分离出一种新型多能干细胞,命名为XPSCs,能够产生嵌合体和生殖细胞前体
信用:乐千余 由德州西南大学领导的一个团队从多个物种中衍生出了一种新的“中间”胚胎干细胞类型,这种类型可以形成嵌合体,并在培养皿中为精子和卵子创造前体
本周在线发表在《细胞干细胞》杂志上的这一发现可能会导致基础生物学、再生医学和生殖技术的一系列进步
研究负责人吴俊博士解释说,早期胚胎中的细胞有一系列独特的多能性程序,所有这些程序都赋予细胞在体内创造各种组织类型
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分子生物学助理教授
大量先前的研究集中于开发和鉴定“幼稚”的胚胎干细胞(在体外受精后约4天)和“原始”的外胚干细胞(在小鼠体内受精后约7天,胚胎植入子宫后不久)
然而,吴说,在衍生和表征存在于这两个阶段之间的多能干细胞方面进展甚微,主要是因为研究人员还没有能够开发出一种将细胞维持在这种中间状态的范式
处于这种状态的细胞被认为具有独特的性质:有能力形成种内嵌合体(含有来自同一物种不同个体的细胞混合物的生物)或种间嵌合体(含有来自不同物种的细胞混合物的生物),并有能力在培养中分化为原始生殖细胞,即精子和卵子的前体
在这项研究中,研究人员成功地从老鼠、马和人类身上创造了中间干细胞,并将其命名为“外周干细胞”
吴说,这些结果可能最终导致基础和应用研究的一系列进展
例如,观察来自不同物种和种间嵌合体的嵌合体干细胞的基因活性,可以帮助研究人员了解哪些特征在进化过程中是保守的
检查嵌合体中细胞之间的通讯可能有助于科学家确定可用于加速移植用干细胞组织和器官发育的策略
利用嵌合体衍生的原始生殖细胞来制造精子和卵子,有助于保护濒危动物物种,促进不孕症的治疗
“这些太阳能电池具有巨大的潜力
我们的研究有助于打开每一种可能性的大门,”弗吉尼亚·默奇森·林西库姆医学研究学者吴说
吴指出,发展中的太阳能电池提出了一个特殊的挑战,因为保持幼稚的太阳能电池在稳定状态的条件是完全相反的那些稳定启动的太阳能电池
虽然幼稚干细胞的培养条件必须激活WNT细胞信号通路并抑制FGF和TGF通路,但维持启动的干细胞的条件必须抑制WNT并激活FGF和TGF通路
吴和他的同事将早期小鼠胚胎的细胞放入含有化学物质和生长因子的培养物中,这些物质和生长因子可以激活这三种途径
这些实验室培养的细胞在培养中非常稳定,并且能够在大约两年的时间内繁殖而不会进一步发展
额外的实验表明,这些细胞满足了研究人员长期以来的期望,即有助于嵌合体和直接分化为原始生殖细胞
吴和他的同事用不同毛色小鼠的细胞制成小鼠种内嵌合体,并将细胞注入早期小鼠胚胎
他们还通过用荧光蛋白标记细胞,然后在后代的身体中识别它们,来跟踪干细胞的贡献
吴的团队通过将马XPSCs注射到早期的小鼠胚胎中,并让胚胎在小鼠体内发育几天,来制造种间嵌合体
令人惊讶的是,尽管马的妊娠期相对较长——近一年——但研究人员发现,这些外来细胞对小鼠器官的发育有贡献,这表明来自小鼠细胞的信号决定了器官的发育时间表
像其他物种的胚胎干细胞一样,人类细胞表明,如果培养条件允许,它们能够分化成各种组织,并在培养皿中直接形成原始生殖细胞
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