人类再生医学范畴的最新研讨开展

  【1】PNAS:严重开展!发现胎盘干细胞可以再生心脏,有望开宣布新式干细胞疗法来医治心脏病

  DOI:10.1073/pnas.1811827116.

  在一项新的研讨中,来自美国西奈山伊坎医学院的研讨人员证明在动物模型中,来自胎盘的称为Cdx2细胞的干细胞可以在心脏病发作后再生健康的心脏细胞。这些研讨成果或许代表了一种再生心脏和其他器官的新疗法。相关研讨成果宣布在PNAS。

  这些研讨人员之前曾发现一种混合的小鼠胎盘干细胞集体可以有助于怀孕雌性小鼠的心脏在遭受有或许导致心力衰竭的损害后康复。他们发现了这些胎盘干细胞搬迁到怀孕雌性小鼠的心脏中,而且是直接搬迁到心脏受损部位中。它们随后经过自我重编程变成跳动的心脏细胞,然后有助这种修正进程。这项新研讨旨在确认哪种类型的干细胞可以让心脏细胞再生。这些研讨人员首要研讨了Cdx2细胞,这是之前判定出这种混合的干细胞集体中最为常见的干细胞类型,成果发现它们占来自胎盘的有助于心脏再生的干细胞份额最高(40%)。

  为了测验Cdx2细胞的再生特性,这些研讨人员在三组雄性小鼠中诱发了心脏病发作。第一组承受来自终末妊娠小鼠胎盘的Cdx2干细胞处理,第二组承受不表达Cdx2的胎盘细胞处理,第三组作为对照承受盐水处理。他们运用磁共振成像技能在诱导心脏病发作后当即剖析一切小鼠,而且在诱发心脏病发作后承受细胞或生理盐水处理3个月后再次剖析这些小鼠。他们发现,Cdx2干细胞处理组中的每只小鼠在心脏健康安排方面都有明显的改进和再生。到三个月时,这些干细胞直接搬迁到心脏受损部位,而且构成新的血管和新的心肌细胞(跳动的心肌细胞)。打针生理盐水和非Cdx2胎盘细胞的小鼠发作心力衰竭,而且它们的心脏并未呈现再生的依据。

  这些研讨人员注意到Cdx2细胞的别的两个特性:它们除了具有胚胎干细胞的一切蛋白,还具有其他的蛋白,这使得它们可以直接搬迁到损害部位,这是胚胎干细胞无法做到的工作,而且它们好像避免了宿主免疫反响。当将来自胎盘的Cdx2细胞打针到另一只动物中时,宿主免疫体系并不排挤它们。

  【2】Sci Rep: 按捺蛋白质磷酸化制促进损害后的视神经再生

  DOI: 10.1038/s41598-019-43658-w

  早稻田大学Toshio Ohshima教授的一项新研讨发现,按捺陷落反响介质蛋白2(CRMP2)(一种微管结合蛋白)的磷酸化可以按捺神经纤维的退化,促进视神经损害后的再生。最近在Scientific Reports上宣布的这项研讨成果可以为视神经病变患者开发新式医治办法。

  在曩昔的研讨中,现已发现了按捺轴突再生的潜在机制,而且以为处理这些机制可以使科学家们在开发新的中枢神经体系损害医治办法方面更进一步。CRMP2蛋白质分子起到安稳微管的效果,微管在神经元细胞水平为中枢神经体系供给结构支撑,并经过与微管蛋白二聚体结合促进聚合。可是,这些功用经过磷酸化(一种调理神经元蛋白的机制)被各种激酶阻挠。

  "在咱们之前的研讨中,咱们所做的是开发CRMP2敲入小鼠并从基因上按捺其CRMP2磷酸化,"Ohshima教授解说说。 "成果,CRMP2敲入小鼠在脊髓损害后表现出轴突再生的促进。由此,咱们假设在视神经损害后也可以调查到相同的现象。"在该研讨中,科学家们比较了视神经揉捏引起的视神经损害后野生型和CRMP2过表达小鼠视神经的变性和再生状况。他们发现视神经揉捏伤后微管的去安稳宽和聚在CRMP2过表达小鼠中被按捺,而且视网膜神经节细胞的损害也减少了。

  此外,在视神经揉捏后4周,CRMP2过表达小鼠视神经中GAP43(一种轴突再生的分子符号)的蛋白水平高于野生型小鼠。别的,在CRMP2过表达小鼠中视神经揉捏后,视神经中的轴突数量添加。

  【3】Science:发现有助于蝌蚪尾巴再生的新式细胞类型

  DOI:10.1126/science.aav9996.

  在一项新的研讨中,来自英国剑桥大学等研讨机构的研讨人员发现一种特别的皮肤细胞集体可和谐青蛙的尾部再生。这些再生辅导细胞(regeneration-organizing cell, ROC)有助于解说自然界的一个严重疑团,并或许供给关于如安在哺乳动物安排中完成这种才干的头绪。相关研讨成果宣布在Science期刊上。

  经过运用单细胞基因组学技能,这些研讨人员开宣布一种奇妙的战略来提醒不同蝌蚪细胞在再生它们的尾巴时会发作什么。具体而言,他们具体地剖析了非洲爪蟾(Xenopus laevis)蝌蚪受损后参加再生的细胞类型。Hiscock博士说:"蝌蚪可以在其终身中再生它们的尾巴;可是在发育的一个准确阶段的两天内,它们失掉了这种才干。咱们运用这种自然现象来比较蝌蚪中存在的可以再生的细胞类型和那些不在可以再生的细胞类型。"

  这些研讨人员发现干细胞的再生反响是由表皮(皮肤)细胞的一个亚群和谐的,他们称之为ROC细胞。Aztekin说,"这是一个令人吃惊的进程,值得进一步调查。在尾巴截肢后,ROC从身体向创伤搬迁并排泄一系列成长因子来和谐安排前体细胞的反响。这些细胞随后一同再生出具有正确尺度、图画和细胞组成的尾巴。"在哺乳动物中,比如皮肤表皮、肠上皮和血液体系之类的许多安排在终身傍边阅历不断的替换。因衰竭或损害而丢掉的细胞由干细胞弥补。可是,这些特定的细胞一般致力于发作安排中的细胞亚谱系,而且除了肝脏和皮肤等少数安排之外,一切器官和安排再生的才干都已丢失。

  【4】Gene Dev:"白马王子亲吻"可以促进大脑再生?

  DOI: 10.1101/gad.323196.118

  京都大学研讨小鼠脑化学的研讨人员提醒了基因表达的潮起潮落,或许会唤醒神经干细胞的熟睡。这些发现也或许适用于身体其他部位的干细胞,最近宣布在Genes&Development杂志上。

  京都大学边境生命与医学科学研讨所的组长Ryoichiro Kageyama说:"咱们之前没有人直接将胚胎中的活性干细胞与无活性的"停止"成体干细胞进行比较,他们指出至少有两个基因及其现已判定了调理激活的相关蛋白质。该团队将注意力会集在蛋白质'Hes1'上,后者在成体细胞中激烈表达。这一般会按捺其他蛋白质如'Ascl1'的发作,其间少数的蛋白质由活性干细胞周期性地发作。跟着时刻的推移监测两种蛋白质的发作,该团队确认了一种相似波涛的形式,导致干细胞复苏并转变为大脑中的神经元。当他们"敲除"制作Hes1所需的遗传暗码时,细胞开端发作更多的Ascl1,然后简直激活了一切的神经干细胞。

  "重要的是,相同的基因对这些干细胞的活泼和停止状况担任,"Kageyama弥补说。 "只要两者之间的表达动态不同。更好地了解这些不同表达动力学的调理机制可以让咱们将休眠细胞转换为医治一系列神经体系疾病的一部分。"

  【5】Nature重磅:基因疗法促进心脏再生

  DOI: 10.1038/s41586-019-1191-6

  来自伦敦国王学院的研讨人员发现,一种疗法可以诱导心脏病发作后的心脏细胞再生。在近来宣布在Nature的这项研讨中,研讨团队将一小段名为microRNA-199的基因资料植入猪的心脏。这段基因可以在猪发作心肌梗死一个月后,促进其心功用简直彻底康复。

  研讨陈述的首要编撰者、伦敦国王学院的Mauro Giacca教授说:"这对这一范畴来说是一个十分激动人心的时刻。在用干细胞再生心脏的屡次测验都失利之后,咱们第一次在大型动物身上看到了实在的心脏修正。"这是第一次证明心脏再生可以经过运用一种有用的基因药物来完成,这种药物可以影响大型动物的心脏再生,就像人类的心脏解剖和生理相同。

  "咱们还需求一段时刻才干进行临床试验,"Giacca教授解说说。"咱们依然需求学习如何将RNA作为一种组成分子运用于大型动物,然后运用于患者,但咱们现已知道,这在老鼠身上效果很好。"

  【6】Genes & Devel:科学家成功"唤醒"熟睡中的神经干细胞 解锁大脑的再生潜能

  DOI:10.1101/gad.323196.118

  近来,一项刊登在国际杂志Genes & Development上的研讨陈述中,来自日本京都大学的科学家们经过对小鼠的大脑化学机制进行研讨发现,基因表达的起崎岖伏或会让神经干细胞从睡梦中醒来,相关研讨成果有望协助科学家们了解大脑再生的潜力,并开发医治多种神经性疾病的新式疗法。

  研讨者Ryoichiro Kageyama说道,在咱们之前并没有科学家们能直接将胚胎中的活性干细胞与失活的休眠成体干细胞进行比照,深入研讨后,研讨人员要点重视了一种在成体细胞中激烈表达的名为Hes1的蛋白质,正常状况下,其会按捺名为Ascl1蛋白质的发作,其间一小部分是由活性干细胞周期性发作的。跟着时刻连续监测这两种蛋白质的发作,研讨人员就发现了一种波形形式,其能促进干细胞复苏并转化成为大脑中的神经元细胞。

  当研讨者敲除了制作Hes1所需求的遗传代码后他们发现,细胞就开端制作更多的Ascl1蛋白质,随后其就会激活简直一切的神经干细胞,研讨者Kageyama标明,最要害在于相同的基因一起担任这些干细胞的活性和静息状况,只要表达的动力学才会在其二者之间有所不同,更好地了解不同表达动态形式下的调理性机制或能协助研讨者敞开休眠的干细胞,并运用其来医治一系列神经变性疾病。

  【7】Nature:判定出一种共同的肠道干细胞可再生受损肠道

  DOI:10.1038/s41586-019-1154-y

  在一项新的研讨中,来自加拿大西奈山医院、多伦多大学和麦吉尔大学健康中心研讨所的研讨人员运用单细胞RNA测序剖析了再生的小鼠肠道,并判定出一种共同的可被损害激活的停止细胞类型,他们称之为复生干细胞(revival stem cell, revSC)。相关研讨成果宣布在Nature期刊上。

  revSC以凝集素(clusterin)高表达为特征,在稳态条件下是十分罕见的,但可依照时刻层次发作一切首要的肠道细胞类型,包含LGR5+ CBC。

  在经过辐射、靶向除掉LGR5+ CBC或右旋糖酐硫酸酯钠处理导致肠道受损后,revSC阅历一种YAP1依赖性的时间短增殖,重建LGR5+ CBC区室而且是再生功用性肠道所必需的。

  综上所述,这些研讨成果确认了一类共同的干细胞,它们可因肠道损害而被调集,然后康复静态的干细胞区室,而且再生肠上皮。

  【8】Sci Transl Med:华人学者开发纳米纤维-水凝胶复合资料促进软安排再生

  DOI: 10.1126/scitranslmed.aau6210

  约翰霍普金斯大学医学院的一组研讨人员现已开宣布一种凝胶,这种凝胶打针到试验动物体内时,可以让新的软安排成长然后替代失掉的安排。在这项宣布于《Science Translational Medicine》杂志上的论文中,该小组描绘了他们开发这种凝胶的进程,以及它在试验大鼠和兔子身上的效果。在这项新的研讨中,研讨人员开发了一种新的凝胶,有望成为软安排再生东西。

  为了制作这种凝胶,研讨小组运用一种已知的易于生物降解的聚合物来制作纳米纤维,这种资料现已在实践的医疗运用中运用了好几年。接下来,研讨人员对纳米纤维进行了处理,使其间一些纤维可以与透明质酸结合--在实践的医疗运用中医师也在运用透明质酸--在这种状况下,纳米纤维可以构成凝胶,促进巨噬细胞的浸透,然后导致人体生成血管。研讨人员因而获得了一种简单打针的凝胶,可以作为支架,也可以促进失掉的软安排再生。

  研讨人员注意到这种凝胶的触感十分挨近实在安排,既有弹性又有柔软性。研讨人员在试验鼠和兔子身上测验了他们的凝胶,研讨人员从试验鼠和兔子身上取出安排,然后用凝胶填充空泛。据他们陈述,凝胶在凝结前很简单与空腔的形状相吻合。但更重要的是,巨噬细胞会呈现并开端浸透到凝胶中,宣布信号诱导身体在凝胶中发作新的细胞和血管。终究的成果是失掉的安排可以再生。

  研讨人员指出,这种凝胶可以协助再生10立方厘米以下的缺失的软安排,这些安排的巨细和人类手指差不多。研讨人员估计很快就会在人类身上进行临床试验测验这种新凝胶,由于一切的成分都现已用于其他医疗运用。

  【9】Cell:提醒体细胞骤变促进肝脏安排再生

  DOI:10.1016/j.cell.2019.03.026

  在一项新的研讨中,来自美国国家糖尿病、消化与肾疾病研讨所和德克萨斯大学西南医学中心的研讨人员经过对来自82名患者的患病肝脏样本进行外显子组测序,提醒出肝硬化中的杂乱骤变景象。相关研讨成果宣布在Cell。

  进一步的超深度测序判定出PKD1、PPARGC1B、KMT2D和ARID1A基因发作频发骤变(recurrent mutation)。细胞骤变体克隆的数量和巨细跟着肝脏纤维化阶段和安排损害的添加而添加。

  为了研讨骤变基因的功用影响,这些研讨人员建立了一种兼并的体内CRISPR挑选办法。与测序成果共同的是,对147个基因的检测再次标明Pkd1、Kmt2d和Arid1a的缺失促进了克隆扩增。在小鼠中,这些基因的条件性杂合缺失在安排损害检测中也具有保肝效果。癌变前的体细胞骤变一般从癌症的视角来调查,可是他们证明骤变可以促进肝脏安排再生,而或许与癌症发作无关。

  【10】Nat Biotechnol:可打针的海绵状凝胶促进T细胞再生

  DOI:10.1038/s41587-019-0017-2.

  在一项新的研讨中,来自美国哈佛大学的研讨人员开宣布一种可打针的海绵状凝胶,可增强骨髓移植后的T细胞发作,然后添加了免疫体系中的这些要害组分的数量和多样性。这种生物工程支架(即海绵状凝胶)可在骨髓移植的一起打针到皮肤下,然后有助于在承受移植后康复免疫体系。相关研讨成果宣布在Nature Biotechnology期刊上。

  运用Mooney试验室在用于供给细胞辅导性头绪的生物资料开发方面的开拓性研讨效果,这些研讨人员规划了一种具有答应细胞进出的大孔的海绵状凝胶。这种凝胶具有两种内置的蛋白:第一种蛋白招募外部细胞,第二种蛋白促进T细胞祖细胞(T-cell progenitor)发作。第一种蛋白称为骨形态发作蛋白2(BMP2),招募部分的细胞并促进它们变成骨细胞。一旦这种凝胶相似于血管化的骨髓,第二种蛋白就促进日子在这种生物工程支架中的造血干细胞发作T细胞祖细胞。

  当这些研讨人员在承受造血干细胞移植的小鼠中测验这种生物工程支架时,他们发现比较于没有承受这种支架打针的小鼠,承受这种打针的小鼠更快地发作T细胞。这些研讨人员还发现,在植入这种生物工程支架的小鼠中,移植物抗宿主病的发作率明显下降,其间在移植物抗宿主病中,供者细胞进犯患者的健康安排和器官。接下来,这些研讨人员的方针是扩展这项研讨的规划,使得它适用于临床环境。