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Nature:科学家发现区域选择性多能干细胞

摘要 : 美国科学家无意中发现一种名为“区域选择性多能干细胞”(rsPSCs)的新型细胞,不仅更容易在试管中培育,发育速度也更快且更稳定。有科学家认为,该细胞的发现或可帮助建立人类发育初期模型,并最终在猪、牛等动物身上培育出人类器官,用于研究或治疗。但也有人担心,这一细胞可能导致人兽杂交怪物的出现。

 科学家发现区域选择性多能干细胞---或使在动物身上培育人体器官成为可能

美国科学家无意中发现一种名为“区域选择性多能干细胞”(rsPSCs)的新型细胞,不仅更容易在试管中培育,发育速度也更快且更稳定。有科学家认为,该细胞的发现或可帮助建立人类发育初期模型,并最终在猪、牛等动物身上培育出人类器官,用于研究或治疗。但也有人担心,这一细胞可能导致人兽杂交怪物的出现。

加州萨克生物研究所发育生物学家胡安·卡洛斯·伊斯皮苏亚·贝尔蒙特和同事在今天出版的《自然》杂志上报告称,他们在将人体干细胞植入试管中培育出的实验鼠胚胎时发现了这种干细胞。

研究人员在含有不同发育因子和化学物质组合的基质中,培育出若干人类多能干细胞,结果发现,一种混合基质在使细胞生长、繁殖方面的表现更突出,在该基质中一种发育很好的细胞也展示出与其他干细胞不同的新陈代谢和基因表达模式,不过,在将这种细胞植入老鼠胚胎内时,结合效果并不好。

为了找出原因,他们将这种人体干细胞分别注射进一个7.5天大的老鼠胚胎内三个不同的区域。36小时后,只有胚胎尾部的干细胞与胚胎整合,并发育成正确的细胞层,形成了一个拥有不同DNA来源的“怪物”胚胎。由于这种细胞对胚胎内的某些位置有特殊偏爱,因此,研究人员将其称为“区域选择性多能干细胞”。

贝尔蒙特怀疑,胚胎在发育初期,包含有多种类型的多能干细胞,其中也包括rsPSCs。尽管目前还不清楚rsPSCs在胚胎发育过程中的具体作用,但它的发现,或可使研究人员能够利用动物胚胎建立人类发育初期模型,进而对人类胚胎早期发育情况进行研究。

贝尔蒙特团队发现,他们很容易借用DNA切割酶对rsPSCs的基因组进行编辑,而在试管中培育的其他多能细胞则很难做到这一点。遗传编辑技术有望帮助科学家优化在其他物种体内培育人类细胞的能力,这也使一些科学家担心,有人会借用这种干细胞和遗传编辑技术制造出转基因怪胎。

凯斯西储大学发育生物学家保罗·特撒表示,使用rsPSCs等人体多能细胞制造出拥有人类器官的动物并非不现实,但很难做到。人和动物身上驱动器官形成的信号分子并不相同,人体器官与动物器官的发育速度也不相同,动物免疫系统是否会对人体器官发起攻击也尚不清楚,这些都是需要考虑的问题。

原文链接:

An alternative pluripotent state confers interspecies chimaeric competency

原文摘要:

Pluripotency, the ability to generate any cell type of the body, is an evanescent attribute of embryonic cells. Transitory pluripotent cells can be captured at different time points during embryogenesis and maintained as embryonic stem cells or epiblast stem cells in culture. Since ontogenesis is a dynamic process in both space and time, it seems counterintuitive that these two temporal states represent the full spectrum of organismal pluripotency. Here we show that by modulating culture parameters, a stem-cell type with unique spatial characteristics and distinct molecular and functional features, designated as region-selecive pluripotent stem cells (rsPSCs), can be efficiently obtained from mouse embryos and primate pluripotent stem cells, including humans. The ease of culturing and editing the genome of human rsPSCs offers advantages for regenerative medicine applications. The unique ability of human rsPSCs to generate post-implantation interspecies chimaeric embryos may facilitate our understanding of early human development and evolution.

来源: Nature 浏览次数:0

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