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在一項(xiàng)新的研究中，來自中國(guó)科學(xué)院等研究機(jī)構(gòu)的研究人員在世界上首次宣布發(fā)現(xiàn)了一種無(wú)轉(zhuǎn)基因、快速和可控的方法，將人類多能性干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為真正的8細(xì)胞階段全能性胚胎樣細(xì)胞（8-cell totipotent embryo-like cell），這就為器官再生和合成生物學(xué)的進(jìn)步鋪平了道路。相關(guān)研究結(jié)果于2022年3月21日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Rolling back of human pluripotent stem cells to an 8-cell embryo-like stage”。

這些作者利用華大基因研究院的先進(jìn)單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)來協(xié)助將人類多能性干細(xì)胞---早期胚胎細(xì)胞的“成體”版本---轉(zhuǎn)化為一種更“年幼的”細(xì)胞版本，即8細(xì)胞階段全能性胚胎樣細(xì)胞。這些8細(xì)胞階段全能性胚胎樣細(xì)胞重現(xiàn)了人類合子基因組的激活，并保留所有具有發(fā)育潛力的細(xì)胞譜系。

這些8細(xì)胞階段全能性胚胎樣細(xì)胞將來可能能夠用于再生醫(yī)學(xué)，以使已經(jīng)生病的人類器官再生，減少世界對(duì)器官捐贈(zèng)的依賴。它們還可以用來產(chǎn)生人工囊胚或類囊胚。此外，它們將有助于研究人類胚胎發(fā)育，幫助治療與發(fā)育有關(guān)的早期疾病，還能防止懷孕失敗。

雖然這種將多能性干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為囊胚內(nèi)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)樣細(xì)胞（inner cell mass-like cell）的技術(shù)已經(jīng)存在了一段時(shí)間，但是這項(xiàng)研究是科學(xué)家們首次建立了讓多能性干細(xì)胞返回到與8細(xì)胞胚胎相匹配的人類發(fā)育周期中真正的早期階段的方法，這將有助于擴(kuò)大對(duì)人類早期胚胎發(fā)育的了解。最重要的是，這些作者隨后能夠證實(shí)經(jīng)過轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生的8細(xì)胞階段全能性胚胎樣細(xì)胞能夠在體內(nèi)產(chǎn)生胎盤細(xì)胞---這是世界上第一次做到這一點(diǎn)。

論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院的Miguel A. Esteban教授、Md. Abdul Mazid博士和Li Wenjuan博士說，“這些8細(xì)胞階段全能性胚胎樣細(xì)胞僅在3次分裂后就能重現(xiàn)受精卵的胚胎狀態(tài)。與報(bào)道的多能性干細(xì)胞相比，這些細(xì)胞不僅可以分化成胎盤組織，而且有可能發(fā)育成更成熟的器官，這就為全世界數(shù)百萬(wàn)需要器官移植的患者帶來了好消息?！?/span>

胰島素是一種由胰腺β細(xì)胞產(chǎn)生的重要激素。1型糖尿病是由這些細(xì)胞的破壞引起的，這導(dǎo)致患者不得不每天多次注射胰島素來補(bǔ)充損失的胰島素。通過移植從腦死亡器官供者的胰腺中分離出來的β細(xì)胞，可以恢復(fù)糖尿病患者的胰島素分泌。然而，這種治療方法還沒有被廣泛采用，因?yàn)橐斡幻悄虿』颊咝枰獊碜灾辽賰擅┱叩摩录?xì)胞。

長(zhǎng)期以來，人們一直試圖利用干細(xì)胞產(chǎn)生功能性β細(xì)胞，這可能使這種療法越來越普遍。然而，到目前為止，由干細(xì)胞產(chǎn)生的β細(xì)胞還不成熟，對(duì)胰島素分泌的調(diào)節(jié)能力較差。這可能是在美國(guó)正在進(jìn)行的基于未成熟的β細(xì)胞的臨床試驗(yàn)中沒有取得突破的部分原因。

在一項(xiàng)新的研究中，由芬蘭赫爾辛基大學(xué)的Timo Otonkoski教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了開拓性的研究工作，以優(yōu)化由干細(xì)胞產(chǎn)生的胰腺β細(xì)胞細(xì)胞的功能。他們首次證實(shí)了干細(xì)胞能夠形成在結(jié)構(gòu)和功能上都非常接近正常胰島β細(xì)胞的細(xì)胞。相關(guān)研究結(jié)果于2022年3月3日在線發(fā)表在Nature Biotechnology期刊上，論文標(biāo)題為“Functional， metabolic and transcriptional maturation of human pancreatic islets derived from stem cells”。

論文共同第一作者、赫爾辛基大學(xué)的研究人員表示，“在我們的研究中，胰島素分泌在由干細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞中得到了正常的調(diào)節(jié)，而且這些細(xì)胞對(duì)葡萄糖水平變化的反應(yīng)甚至比從器官供者身上分離出來的作為對(duì)照的胰島更好。”這些作者在細(xì)胞培養(yǎng)物和小鼠研究中都證明了干細(xì)胞衍生的β細(xì)胞的功能。在小鼠實(shí)驗(yàn)中，他們證實(shí)移植到小鼠體內(nèi)的干細(xì)胞衍生β細(xì)胞開始有效控制它們體內(nèi)的葡萄糖代謝。

日前，發(fā)表在國(guó)際雜志Blood上的兩篇研究報(bào)告中，來自西達(dá)賽奈醫(yī)學(xué)中心等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究或有望實(shí)現(xiàn)讓癌癥療法變得更加有效，并能縮短患者從放療和化療中恢復(fù)的時(shí)間。

在第一篇發(fā)表在Blood上的研究報(bào)告中，研究人員發(fā)現(xiàn)，血液干細(xì)胞上所表達(dá)的特殊蛋白或能幫助識(shí)別、研究并部署這些細(xì)胞用于療法；醫(yī)學(xué)博士John Chute說道，這種名為多配體蛋白聚糖-2(syndecan-2)的特殊蛋白或能識(shí)別原始的造血干細(xì)胞并幫助調(diào)節(jié)干細(xì)胞的功能。血液干細(xì)胞往往會(huì)少量存在于骨髓和外周血中，即通過心臟、動(dòng)脈、毛細(xì)血管和靜脈流動(dòng)的類型，于是這些干細(xì)胞引起了科學(xué)家們的興趣，因?yàn)槠淠墚a(chǎn)生機(jī)體中所有的血細(xì)胞和免疫細(xì)胞，其通常也能被用于白血病和淋巴瘤患者的治愈性療法。

然而，這種方法面臨著一個(gè)重大挑戰(zhàn)，即造血干細(xì)胞在人類骨髓和外周血中僅占不到0.01%的比例，而且目前并沒有一種好的方法能將其與其它細(xì)胞區(qū)分開，這就意味著，當(dāng)人們接受骨髓和外周血細(xì)胞的輸注時(shí)，其僅會(huì)獲得極少數(shù)具有治療效應(yīng)的干細(xì)胞，以及大量沒有治療效應(yīng)的細(xì)胞。為了研究這一現(xiàn)象，研究人員從成體小鼠機(jī)體中提取出了骨髓細(xì)胞，并通過一種設(shè)備來對(duì)樣本進(jìn)行檢測(cè)，這種設(shè)備能根據(jù)細(xì)胞表面存在的蛋白來檢測(cè)出數(shù)百種不同類型的細(xì)胞，這一過程揭示，造血干細(xì)胞的表面或許擁有高濃度的多配體蛋白聚糖-2，其或許是一種稱之為硫酸乙酰肝素蛋白多糖(heparan sulfate proteoglycans，HSPGs)的蛋白家族的一部分。

近日，來自日本慶應(yīng)義塾大學(xué)的科學(xué)家們表示，他們已經(jīng)成功將干細(xì)胞移植到了一名脊髓損傷的患者機(jī)體中，而這是科學(xué)家們?cè)谌蜻M(jìn)行了首例此類臨床試驗(yàn)；目前并沒有有效的療法來治療因嚴(yán)重脊髓損傷所致的癱瘓，脊髓損傷僅在日本就影響著超過10萬(wàn)人的健康。

為此，研究人員就想通過研究來闡明是否利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞就能幫助治療脊髓損傷，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞是通過刺激成熟的、專業(yè)的細(xì)胞回歸到幼年?duì)顟B(tài)而產(chǎn)生的；隨后研究人員能誘導(dǎo)其成熟為不同類型的細(xì)胞，本文研究中，研究人員就使用了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞所衍生的神經(jīng)干細(xì)胞。

該臨床試驗(yàn)的第一步是將超過200萬(wàn)個(gè)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的細(xì)胞注射到上個(gè)月進(jìn)行手術(shù)的患者的脊髓中，研究者M(jìn)asaya Nakamura表示，這或許是一項(xiàng)巨大的進(jìn)步，在該療法投入使用之前我們還有許多工作需要完成；而該研究的初始階段旨在證實(shí)這種干細(xì)胞移植策略的安全性。

卵巢癌是美國(guó)婦科癌癥死亡的主要原因，部分原因是患者機(jī)體的癥狀往往是非常微妙的，大多數(shù)的腫瘤在晚期和擴(kuò)散到卵巢之前都無(wú)法被發(fā)現(xiàn)；據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，盡管一般的女性終生患卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)低于2%，但攜帶所謂的BRCA-1基因突變的女性的患癌風(fēng)險(xiǎn)則在35%-70%之間。

近日，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Cell Reports上題為“Human ipsC-derived fallopian tube organoids with BRCA1 mutation recapitulate early-stage carcinogenesis”的研究報(bào)告中，來自西達(dá)賽奈醫(yī)學(xué)中心等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究對(duì)輸卵管組織進(jìn)行建模揭示了一種常見卵巢癌的起源，這或許就能幫助他們確定一種基因突變是如何讓女性處于較高的癌癥風(fēng)險(xiǎn)之中，研究者所創(chuàng)建的組織稱之為類器官，其能潛在幫助預(yù)測(cè)哪些個(gè)體會(huì)提前幾年甚至在幾十年后患上卵巢癌，從而就有望幫助研究人員制定早期的預(yù)測(cè)和預(yù)防性策略。

面對(duì)如此高的幾率，一些攜帶BRCA-1突變的女性會(huì)選擇通過手術(shù)切除其乳房、卵巢和輸卵管，盡管其機(jī)體可能永遠(yuǎn)不會(huì)在這些組織中發(fā)生癌變；這篇研究報(bào)告中，相關(guān)研究結(jié)果或能幫助臨床醫(yī)生確定哪些女性未來最有可能患上卵巢癌，以及哪些人群不會(huì)，同時(shí)還能幫助尋求阻斷這一過程或治療癌癥的新方法。

研究者Clive Svendsen博士指出，我們使用來自患有卵巢癌且攜帶BRCA-1突變的女性的細(xì)胞來構(gòu)建這些輸卵管類器官，我們的數(shù)據(jù)支持了最近的研究，結(jié)果表明，這些患者機(jī)體的卵巢癌實(shí)際上開始于輸卵管內(nèi)部的癌變，如果我們能在一開始就檢測(cè)到這些異常，就有望縮短卵巢癌的發(fā)病時(shí)間。為了得到這些研究發(fā)現(xiàn)，研究人員制造了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs），其能產(chǎn)生任何類型的細(xì)胞，首先他們從來自兩組女性的血液樣本開始研究，即攜帶BRCA-1突變的年輕卵巢癌女性患者和健康女性對(duì)照組。隨后研究人員調(diào)查了利用ipsCs來產(chǎn)生模擬輸卵管內(nèi)壁的類器官模型，并比較兩組研究對(duì)象的類器官。

科學(xué)家有望利用干細(xì)胞開發(fā)出治療肌肉萎縮癥的新型潛在藥物。

圖片來源：DOI:10.3390/biomedicines9111589

懷孕期間或出生前后的大腦損傷可能會(huì)對(duì)后代產(chǎn)生終身的影響，包括腦癱和癲癇，但目前尚無(wú)治療方法使受傷的新生兒大腦再生。神經(jīng)干細(xì)胞（NSC）具有在大腦中定植和再生受損腦組織的潛力。在對(duì)這一領(lǐng)域的最廣泛研究回顧中，NSC在減少新生兒大腦損傷方面具有很強(qiáng)的潛力。

NSC是大腦的組成部分?？茖W(xué)家們正在開展研究來確定如何可能利用NSC來促進(jìn)大腦受傷部位的恢復(fù)。在近期發(fā)表在Stem Cells Translational Medicine期刊上的一篇標(biāo)題為“Neural stem cell treatment for perinatal brain injury：A systematic review and meta-analysis of preclinical studies”的綜述論文中，澳大利亞哈德遜醫(yī)學(xué)研究所的Madelein Smith及其研究團(tuán)隊(duì)分析了所有已發(fā)表的臨床前研究，發(fā)現(xiàn)NSC可以減少大腦損傷并改善大腦損傷后的身體功能。

干細(xì)胞是全球的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，是生命科學(xué)的前沿，是治療重大的難治性疾病新的技術(shù)手段。對(duì)健康中國(guó)來說，它也是重要的戰(zhàn)略之一。

對(duì)于干細(xì)胞的發(fā)展，近年來國(guó)家高度的重視和支持，在基礎(chǔ)研究、臨床研究、專利申請(qǐng)和科研論文的發(fā)表上，都取得了重大的突破。相信過不了多久，干細(xì)胞便能走到患者身邊，給予他們新的希望