波恩大学 诱导多能干细胞向血管、神经和结缔组织细胞的平行转化:三种转基因多能干细胞系,其中每一种都可以激活不同的转录因子,在四天内混合并诱导形成确定的合成组织
血管细胞染成黄色,神经细胞染成品红色,结缔组织细胞染成蓝色
荣誉:耶稣爱德华多罗约阿里亚斯和沃克布斯坎普 诱导多能干细胞有潜力转化为多种细胞类型和组织,用于药物测试和细胞替代疗法
然而,这种转换的“方法”通常很复杂,很难实现
哈佛大学德累斯顿分校再生疗法中心(CRTD)的研究人员
S
)和波恩大学已经找到了一种方法,使用转录因子,包括神经元、结缔组织和血管细胞,从诱导多能性干细胞中快速、简便地系统提取数百种不同的细胞
研究人员可以通过非营利组织Addgene使用这一转录因子来源
该结果现已发表在《自然生物技术》杂志上
研究人员使用了人类诱导多能干细胞,它是从结缔组织细胞重新编程为准胚胎状态的
原则上,诱导多能干细胞可以用来获得从神经元到血管细胞的各种分化细胞,每种方法都可以单独使用
“大多数鉴别方案非常费力和复杂
在单一培养物中,不可能以可控的方式从诱导多能干细胞中同时获得不同类型的细胞
医生
沃尔克·布斯坎普在波恩大学生命物理学卓越中心和CRTD大学德累斯顿分校眼科诊所和免疫补偿卓越中心工作
他与哈佛大学、德累斯顿大学和波恩大学的团队一起,致力于用简单的“食谱”取代复杂的程序
“通过大规模的筛选过程,研究人员发现了总共290种DNA结合蛋白,它们可以快速有效地将干细胞重新编程为目标细胞
研究人员能够证明,在每种情况下,仅一个转录因子就足以在四天内从干细胞中获得分化的神经元、结缔组织、血管和神经胶质细胞
后者将神经元包裹成“绝缘体”
" 干细胞分化的遗传开关 利用自动化程序,研究人员将相应转录因子和其他控制元件的DNA序列引入干细胞基因组
可以通过添加小分子来激活转录因子,使一些转基因干细胞转化为分化细胞
这样就有可能使用细胞标记来区分和自动分类干细胞和分化细胞
研究人员随后研究了与干细胞相比,分化细胞中某种转录因子的含量
“差异越大,相应的转录因子似乎对诱导多能干细胞转化为分化细胞越重要,”布斯坎普解释道
该团队使用这种方法在三种不同的干细胞系上测试了总共1732种潜在的转录因子
研究人员发现了290种不同转录因子的作用,导致诱导多能干细胞转化为分化细胞
这是一个新的领域,因为发现的转录因子中的241个的诱导多能性编程的这一特性以前是未知的
以神经元、结缔组织、血管和神经胶质细胞为例,研究人员进行了各种测试,以表明转化的细胞在功能能力上与人体细胞非常相似
这些结果为研究开辟了新的可能性 巴斯坎普说:“已鉴定的转录因子的优点是它们能够特别快速和容易地将诱导多能干细胞转化为身体细胞,并且它们还可能用于形成更复杂的组织。”
过去需要几周甚至几个月的事情现在几天内就会发生
一个单一的转录因子就足以满足大规模筛查中的检测,而不是昂贵耗时的方案
“这些结果开启了新的可能性,”教授说
医生
乔治·M
哈佛大学教堂
“利用转录因子进行干细胞编程的多样性、简单性和速度使干细胞研究成为可能
在世界范围内,另外50个研究小组已经在研究我们的可编程干细胞系和转录因子库”
两位主要作者亚历克斯·H
M
来自哈佛大学的吴和帕拉斯托·科沙克拉格现在已经在剑桥创立了气相色谱治疗学(美国
S
),它为可编程干细胞提供定制的整合转录因子
巴斯坎普说:“不同研究机构之间的合作非常成功,因为不同学科相互补充,相互联系。”
全世界的研究人员现在可以使用非营利组织Addgene提供的转录因子资源
特别是作为退化性视网膜疾病的专家,布斯坎普看到了干细胞技术在眼科的巨大潜力
巴斯坎普说:“对于视网膜退化的疾病,如年龄相关性黄斑变性(AMD),有望在某个时候,在诱导多能性转换的帮助下,取代受影响的感光细胞。”
“我的团队正在朝着这个目标努力
"
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