Wellcome Trust Sanger研究所的研究人員及其合作者首次在小鼠體內(nèi)創(chuàng)造了擴(kuò)增潛能干細(xì)胞(EPSCs)，這種細(xì)胞比目前的干細(xì)胞系具有更大的發(fā)展?jié)摿Α＿@些干細(xì)胞具有發(fā)育中胚胎中最早的細(xì)胞的特征，并且可以發(fā)育成任何類型的細(xì)胞。

今天在“自然”雜志上發(fā)表的這些方法也有助于從人類和其他哺乳動(dòng)物物種中產(chǎn)生類似的干細(xì)胞系，包括那些仍然沒有胚胎干細(xì)胞系的豬或奶牛。研究人員還認(rèn)為，他們的研究可能對人類再生醫(yī)學(xué)以及了解流產(chǎn)和發(fā)育障礙有影響。

干細(xì)胞具有發(fā)育成其他細(xì)胞類型的能力，并且現(xiàn)有的干細(xì)胞系已經(jīng)非常有用于研究發(fā)育，疾病和治療。然而，目前可用的兩種類型的干細(xì)胞系 - 胚胎干細(xì)胞(ES)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS) - 具有一定的局限性。目前它們不可能形成每種類型的細(xì)胞，因?yàn)樗鼈円驯慌懦陂_發(fā)某些細(xì)胞譜系之外。

為了發(fā)現(xiàn)用于研究和再生醫(yī)學(xué)的新干細(xì)胞，研究人員創(chuàng)造了一種從最早的發(fā)育階段開始培養(yǎng)細(xì)胞的方法，當(dāng)時(shí)受精卵只分為4或8個(gè)細(xì)胞，這些細(xì)胞仍然被認(rèn)為可以保留一些全能性 - 生產(chǎn)所有細(xì)胞類型的能力。他們的假設(shè)是這些細(xì)胞應(yīng)該比ES細(xì)胞編程更少，ES細(xì)胞取自大約100個(gè)細(xì)胞發(fā)育階段 - 稱為胚泡。他們將這些早期細(xì)胞培養(yǎng)成一種特殊的生長條件，抑制了關(guān)鍵的發(fā)育信號(hào)和通路。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，他們的新培養(yǎng)細(xì)胞保留了最早細(xì)胞的理想發(fā)育特征，并命名為擴(kuò)增潛能干細(xì)胞(EPSCs)。重要的是，他們還能夠在新的條件下重新編程小鼠ES細(xì)胞和iPS細(xì)胞，并從這些細(xì)胞中創(chuàng)建EPSC，將開發(fā)時(shí)鐘轉(zhuǎn)回到最早的細(xì)胞類型。

來自Wellcome Trust Sanger研究所的這個(gè)項(xiàng)目的首席研究員Pentao Liu博士和劍橋大學(xué)Wellcome Trust-MRC干細(xì)胞研究所的附屬教員說：“最早的細(xì)胞就像一張白紙，在理論上它應(yīng)該具有最大的發(fā)展?jié)摿?。這是這些最早的小鼠細(xì)胞的穩(wěn)定干細(xì)胞系首次成為可能，我們看到它們確實(shí)保留了4-8細(xì)胞胚胎的分子特征并且可以發(fā)展成為任何細(xì)胞類型。“

當(dāng)受精卵發(fā)育成胚泡時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞，這些細(xì)胞將形成胚胎 - ES細(xì)胞來自 - 和另外兩種類型的細(xì)胞，它們會(huì)發(fā)育成胎盤或卵黃囊。可以從胚泡中的這三種細(xì)胞類型中建立三種不同類型的干細(xì)胞 - 包括ES細(xì)胞。EPSC是第一個(gè)能夠產(chǎn)生所有三種類型的胚泡干細(xì)胞的干細(xì)胞，這使它們具有更大的發(fā)育潛力。

來自Wellcome Trust Sanger研究所的論文的第一作者Jian Yang博士說：“EPSCs提供了一個(gè)平臺(tái)，可以在分子水平上詳細(xì)研究早期胚胎細(xì)胞，以了解發(fā)育，不僅在小鼠中，而且最終在未來的人類中這種產(chǎn)生干細(xì)胞的新方法對于研究發(fā)育，更有效地產(chǎn)生功能性人體細(xì)胞以及研究先兆子癇和流產(chǎn)等妊娠問題的治療方法非常有幫助。

來自斯坦福大學(xué)的論文的共同作者Hiro Nakauchi教授說：“這是一個(gè)了不起的成就，通過與最早的細(xì)胞合作，這項(xiàng)研究創(chuàng)造了干細(xì)胞系，可以形成胚胎和所有胚胎外胚胎。這項(xiàng)研究在小鼠中的方法和見解可用于幫助建立來自其他哺乳動(dòng)物物種的類似干細(xì)胞的培養(yǎng)物，包括尚無ES或iPS細(xì)胞系可用的那些。該研究對人類再生醫(yī)學(xué)也有重要意義。因?yàn)榫哂懈纳瓢l(fā)展?jié)摿Φ母杉?xì)胞開辟了新的機(jī)會(huì)。在這方面的進(jìn)一步研究至關(guān)重要，這樣我們才能正確探索這些細(xì)胞的潛力“。