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        科學(xué)家證實重編程的成體干細胞與胚胎干細胞相同
        
			
        
				2019-01-21 14:39:57
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        來自Vavilov普通遺傳學(xué)研究所，物理化學(xué)醫(yī)學(xué)研究所和莫斯科物理科學(xué)與技術(shù)研究所(MIPT)的研究人員得出結(jié)論，重編程不會在重編程和胚胎干細胞之間產(chǎn)生差異。結(jié)果發(fā)表在Cell Cycle雜志上。干細胞是專門的，未分化的細胞，可以分裂并具有在早期生長和生長過程中發(fā)展成體內(nèi)許多不同細胞類型的顯著潛力。此外，它們在許多組織中作為一種內(nèi)部修復(fù)系統(tǒng)，基本上沒有限制地補充其他細胞。當(dāng)干細胞分裂時，每個新細胞都有可能保留干細胞或成為另一種更特化的細胞類型，如肌細胞，紅細胞或腦細胞(圖1)?？茖W(xué)家區(qū)分了幾種類型的干細胞?？赡茉隗w內(nèi)產(chǎn)生任何細胞的干細胞稱為多能干細胞。成人體內(nèi)沒有多能干細胞; 它們在早期胚胎中天然存在。
        

        科學(xué)家證實重編程的成體干細胞與胚胎干細胞相同
        

        有多種方法可以獲得多能干細胞。第一種是從體外受精過程中產(chǎn)生的多余胚胎中提取它們。但這種做法在技術(shù)上和道德上仍然存在爭議，因為它確實會破壞可能植入的胚胎。這就是為什么研究人員想出了獲得多能干細胞的第二種方法 - 重新編程成體細胞。
        

        “開啟”在干細胞中活躍的基因并“關(guān)閉”負責(zé)細胞特化的基因的過程稱為重編程。該技術(shù)由Shinya Yamanaka開創(chuàng)，他表明在早期胚胎發(fā)育過程中引入四種特定蛋白質(zhì)可用于將成體細胞轉(zhuǎn)化為多能細胞。他與John Gurdon爵士一起被授予2012年諾貝爾獎，“因為發(fā)現(xiàn)成熟細胞可以重新編程成為多能細胞。”(圖2)。
        

        由于其獨特的再生能力，干細胞提供治療任何疾病的潛力。例如，已經(jīng)存在從干細胞移植視網(wǎng)膜色素上皮細胞和脊柱細胞的情況。另一項實驗表明，干細胞能夠在小鼠體內(nèi)再生牙齒。重編程具有新的醫(yī)學(xué)應(yīng)用的巨大潛力，因為重編程的多能干細胞(或誘導(dǎo)的多能干細胞)可以由患者自己的細胞制成，而不是使用來自胚胎的多能細胞。
        

        然而，誘導(dǎo)性多能干細胞與人胚胎干細胞之間的相似程度仍不清楚。最近的研究強調(diào)了這兩種類型的干細胞之間的顯著差異，盡管僅分析了有限數(shù)量的不同來源的細胞系。研究人員比較了先前已從胚胎干細胞分化的成體細胞類型重編程的誘導(dǎo)多能干細胞系。所有這些細胞都是同基因的，這意味著它們都具有相同的基因組。
        

        科學(xué)家分析了轉(zhuǎn)錄組 - 在細胞中編碼，合成和使用的所有產(chǎn)品的集合。此外，它們引發(fā)甲基化DNA區(qū)域，因為甲基化在細胞特化中起關(guān)鍵作用。對基因活性調(diào)控機制變化的深入研究表明，重編程和胚胎干細胞相似。此外，研究人員提出了275個能夠呈現(xiàn)重編程結(jié)果的關(guān)鍵基因的活動清單。
        

        研究人員分析了三種類型的成體細胞 - 成纖維細胞，視網(wǎng)膜色素上皮細胞和神經(jīng)細胞。它們?nèi)坑上嗤幕蚪M組成，但化學(xué)修飾(例如甲基化)與其他變化相結(jié)合決定了DNA的哪一部分將用于產(chǎn)物合成。
        

        科學(xué)家們總結(jié)說，重新編程的成體細胞類型和重新編程過程沒有留下任何痕跡。確實發(fā)生的細胞之間的差異被認為是隨機因素的影響。“我們定義了最佳誘導(dǎo)多能干細胞系概念。至少有一個與胚胎多能細胞相似的iPSC克隆的最小數(shù)量為95%可信度為5，”MIPT博士和研究所的Dmitry Ischenko說。物理化學(xué)醫(yī)學(xué)研究員。
        

        顯然，沒有人會將胚胎干細胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元并將其重新編程為誘導(dǎo)干細胞 - 這將耗費時間和成本太高。該實驗?zāi)M了將患者的成體細胞重編程為誘導(dǎo)的多能干細胞以供進一步醫(yī)學(xué)使用。盡管本文目前尚未提出體外器官生長方法，但它是朝著正確方向邁出的重要一步。誘導(dǎo)多能細胞和胚胎干細胞都可以幫助我們了解特異性細胞如何從多能細胞發(fā)育。在未來，它們還可能為許多目前無法治愈的疾病患者提供無限量的替代細胞和組織。
        
			

			
          
        
			
        
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