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近期幹細胞療法研究進展速覽

近期幹細胞療法研究進展速覽
文/T.Shen

PNAS:彈性蛋白原或能促進乾細胞生長 有望加速新型乾細胞療法的開發
doi:10.1073/pnas.1812951116

近日,一項刊登在國際雜誌Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中,來自悉尼大學的科學家們通過研究發現,一種用於製造彈性外科凝膠劑(膠水)的原料—彈性蛋白原(tropoelastin)或能促進乾細胞生長並幫助機體進行自我修復。幹細胞能幫助機體修復並組建包括皮膚和肌肉等多種人體組織,多年以來研究人員一直在尋找新方法讓幹細胞能夠更好地發揮作用,但並未取得顯著的成果。

這項研究中,研究人員開發了一種新方法,即利用彈性蛋白原就能快速廉價地產生更多幹細胞,彈性蛋白原能賦予活體組織伸展和收縮的能力;研究者表示,這種新方法能夠快速有效地促進間質乾細胞生長和補充。 Giselle Yeo博士解釋道,如今越來越多的科學家開始利用乾細胞開發新型細胞療法治療一系列利用常規療法無法治療的人類疾病,包括骨骼組織損傷、心髒病、退行性疾病和器官衰竭等。但很不幸的是,由於乾細胞供應不足,基於乾細胞的細胞療法的廣泛應用受到了明顯的抑制。

Cell Stem Cell:研究人員發現控制干細胞分化的藥物!幹細胞療法或將終結肌肉萎縮症!
doi:10.1016/j.stem.2017.12.010

研究人員發現了一項可以克服目前幹細胞治療障礙的新技術。一個由UBC研究人員一起創造的藥物也許可以克服幹細胞治療面臨的主要挑戰之一——幹細胞可能會太早及太快分化變成特定的組織細胞。如果這個藥物可以像在實驗室小鼠身上那樣發揮作用的話,也許將使乾細胞療法更接近現實。

UBC和斯坦福大學的研究人員對於使用乾細胞輔助肌肉組織再生治療肌肉萎縮症很感興趣,肌肉萎縮症是一種遺傳疾病,病人肌肉會隨時間而受損變弱。幹細胞具有分化產生組成人體特定組織的新細胞,因此具有治愈這類疾病的潛力。理論上,幹細胞可以產生新組織替代受損的組織。

但是科學家們卻鮮有成功,尤其是對於肌肉,因為乾細胞一旦從實驗室培養皿中分離出來就開始分化,不再是乾細胞。就肌肉萎縮症而言,肌肉乾細胞會停止分裂、分化形成肌纖維,而肌纖維的移植效果並不好。

Eur J Neurosci:經過CRISPR/Cas9n編輯的干細胞有望治療帕金森病
doi:10.1111/ejn.14286

在英國,帕金森病的發病率大約為1/350。在一項新的研究中,來自英國愛丁堡大學和UCB製藥公司(UCB Pharma Ltd.)的研究人員在改善一種新出現的治療帕金森病的方法上邁出了關鍵一步。這一進展可能有助於開發一種有希望的稱為細胞替代療法(cell replacement therapy)的療法。專家們希望這種涉及將健康細胞移植到被帕金森病破壞的大腦區域中的療法能夠緩解震顫和平衡問題等症狀,相關研究結果近期發表在European Journal of Neuroscience期刊上。

在這項新的研究中,這些研究人員構建出對帕金森病有抵抗力的人胚胎幹細胞(hESC)。具體而言,他們利用一種稱為CRISPR/Cas9n的先進技術切除hESC中的DNA片段。在這樣做的過程中,他們剔除了與有毒性的團塊(稱為路易小體)形成相關的基因SNCA,其中這種毒性團塊形成是帕金森患者中的腦細胞的一種典型特徵。

在實驗室測試中,這些幹細胞在培養皿中可被轉化為產生多巴胺的神經元。它們隨後在接受一種化學試劑處理後就可導致路易小體形成。這些研究人員發現相比於未經過基因編輯的神經元,經過基因編輯的神經元並沒有形成有毒性團塊。

PLoS Pathog:基因編輯的干細胞有望消除HIV
doi:10.1371/journal.ppat.1006956

使用基因編輯的骨髓幹細胞可以顯著降低感染猴/人免疫缺陷病毒(SHIV)的豬尾獼猴休眠的“病毒水庫”的大小,來自福瑞德哈金森腫瘤研究中心的Christopher Peterson及其同事在PLOS Pathogens上發表了這項最新研究。 2007年,HIV陽性的Timothy Brown接受了骨髓幹細胞移植以治療白血病。而這個過程卻意外地清除了他體內的HIV,可能是由於供體細胞的CCR5基因發生突變,使他對HIV產生了抗性。但是要找到攜帶CCR5突變的供體是很困難的,同時這種移植對於健康的HIV陽性患者而言是非常危險的,因為供體細胞有可能攻擊自身細胞。

為了解決這個問題,Peterson及其同事現在正在探索使用基因編輯技術給病人自身的干細胞引入CCR5突變。在過去的工作中,他們證明了他們可以安全的從健康獼猴身上取出骨髓幹細胞、編輯CCR5基因並進行回輸,而CCR5突變細胞成功地增殖了。

現在,研究人員在感染SHIV並接受抗逆轉錄病毒治療的獼猴身上使用相同的技術,使它們與正在接受治療以降低HIV水平的HIV病人相似。研究人員發現在移植了CCR5基因突變的骨髓幹細胞後,這些細胞在獼猴體內成功增殖,產生了攜帶CCR5突變的白細胞,因此對SHIV產生了抗性。

Cell Rep:糖尿病新療法來啦!特殊的胰腺幹細胞有望再生胰腺β細胞對葡萄糖產生反應!
doi:10.1016/j.celrep.2018.02.006

近日,一項發表在國際雜誌Cell Reports上的研究報告中,來自邁阿密大學的研究人員通過研究發現,刺激人類胰腺中的祖細胞或能產生對葡萄糖響應的β細胞,相關研究有望幫助研究人員開發針對1型糖尿病的再生細胞療法。幾十年來,科學家們一直假設胰腺中可能存在能夠再生胰島的祖細胞,但研究人員並未證明這種假設;本文中,研究人員就鑑別出了這些幹細胞的確切解剖位置,同時也證實這些幹細胞的增殖潛力,以及其能夠轉化成為對葡萄糖反應的β細胞。

研究者Juan Dominguez-Bendala博士說道,深度研究這些胰腺幹細胞或能幫助我們利用內源性的細胞供應庫來進行β細胞再生,同時未來開發出治療1型糖尿病的新型治療策略,結合此前研究人員利用BMP-7來刺激胰腺幹細胞生長的結果,研究人員認為他們完全有能力誘導這些幹細胞轉化成為功能性的胰島組織。

Science子刊:重磅!利用表達PD-L1的造血幹細胞有望治療1型糖尿病
doi:10.1126/scitranslmed.aam7543

蛋白PD-L1在來自1型糖尿病小鼠和1型糖尿病患者的造血幹細胞中是缺乏的。在一項新的研究中,來自美國和意大利的研究人員通過灌注事先經過處理產生更多的蛋白PD-L1的造血幹細胞,成功地逆轉了小鼠模型中的1型糖尿病。這些造血幹細胞抑制來自小鼠和人類的胰島細胞中的自身免疫反應,並且逆轉糖尿病小鼠中的高血糖症。

這項研究證實灌注到這些小鼠中的這些事先經過處理的造血幹細胞到達胰腺(產生胰島細胞的地方)中。幾乎所有的這些小鼠在短期內都被治癒了,而且這些小鼠中的三分之一在它們的生命當中維持正常的血糖水平。不論是通過基因療法還是利用小分子進行預處理讓造血幹細胞產生PD-L1,這種治療方法都是有效的。

Cell子刊:利用人幹細胞治療糖尿病取得新進展
doi:10.1016/j.stemcr.2018.12.012

在一項新的研究中,來自美國華盛頓大學聖路易斯醫學院的研究人員證實通過調整誘導人幹細胞產生分泌胰島素的β細胞的配方,由此產生的β細胞對血液中的葡萄糖水平波動更敏感。當他們將這些β細胞移植到不產生胰島素的小鼠體內時,它們開始在幾天內分泌胰島素,而且數月內持續控制這些小鼠體內的血糖,相關研究結果發表在Stem Cell Reports期刊上。

研究者Jeffrey R. Millman博士說,“我們能夠克服在之前產生這些細胞的過程中的一個主要弱點。當遇到葡萄糖時,新產生的分泌胰島素的細胞更快地和更恰當地作出反應。在沒有患上糖尿病的人群中,這些細胞表現得更像β細胞。”這些研究人員如今認為,可能是時候評估這種干細胞方法是否能夠產生胰島素並有效控制人體中的血糖。

Stem Cells:新技術或能利用幾毫升血液製造大量幹細胞 有望開發出心血管疾病潛在療法
doi:10.1002/stem.2936

近日,一項刊登在國際雜誌Stem Cells上的研究報告中,來自貝爾法斯特女王大學的科學家們通過研究有望開發出治療血管和糖尿病相關的心血管疾病的新型療法。文章中,研究人員開發了一種新技術,其能利用少量血液樣本在短時間內產生大量幹細胞,隨後這些幹細胞能夠替代血管內損傷的細胞,這種療法有望抑製糖尿病患者多种血管相關的並發症,包括心髒病發作、腎臟疾病和失明等。

研究者Andriana Margariti表示,能在短時間內利用幾毫升血液產生大量幹細胞,這或許是一項真正的開創性成就,有望徹底改變我們治療大量血管疾病的方式或模式;此前進行細胞轉化過程往往會涉及皮膚的活組織檢查或需要大量血液,這對於許多患者而言根本不可行,因為對於患者風險很大且需要很長的恢復時間。

PLoS Genet:毛囊幹細胞具有修復小鼠受損神經元的潛力
doi:10.1371/journal.pgen.1008034

近日,馬里蘭大學醫學院的Thomas Hornyak及其同事在最近發表在《PLOS Genetics》上的一項新研究中表明,一群特殊的毛囊幹細胞有可能再生使小鼠神經元被隔離的塗層,這項研究為尋找某些神經退行性疾​​病的治療方案提供了一個新的方向。

由於黑色素細胞產生的色素,頭髮和皮膚呈現出不同的紅色、棕色、黑色和黃色。胚胎中的黑素細胞起源於神經嵴細胞,神經嵴細胞也能產生神經元及其支持神經膠質細胞。在此之前,Hornyak和他的同事發現了兩個不同的干細胞囊,它們在成熟的毛囊內產生黑色素細胞。

Stem Cell Res Ther:來自老年機體的人類誘導多能幹細胞衍生的間充質乾細胞或能“返老還童”
doi:10.1186/s13287-019-1209-x

原代間充質乾細胞(MSCs)的使用往往充滿著與年齡相關的不足,諸如有限的擴張及過早衰老等,人類誘導多能幹細胞所衍生的間充質乾細胞(iMSCs,induced pluripotent stem cells- derived MSCs)已經被證明是MSCs的游泳臨床來源,其能有效克服與衰老相關的一些缺點,這一概念的重要性體現在了一項1期臨床試驗的治療中。

近日,一項刊登在國際雜誌Stem Cell Research & Therapy上的研究報告中,來自海涅大學等機構的科學家們就通過研究分析了iMSCs中與恢復活力相關的標誌是如何獲取的。研究者比較了分化自胚胎幹細胞(ESCs-H1)的iMSCs和iPSCs(誘導多能幹細胞)之間在細胞特性、轉錄組和分泌組上的差異,ipsCs源於年輕人和老年人機體中的MSCs ,其所產生的iMSCs(與來源無關)符合MSCs的標準,而且系統樹分析結果證實,所有iMSCs的轉錄組與親本的MSCs能聚集在一起,但卻不同於多能幹細胞。