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干細(xì)胞領(lǐng)軍人物Cell子刊重大突破

日期:2012-11-05 07:41:52

日本神戶理化學(xué)研究所進(jìn)化生物學(xué)中心的干細(xì)胞生物學(xué)家Yoshiki Sasai近年來(lái)成為干細(xì)胞研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。Sasai曾成功地將神經(jīng)干細(xì)胞誘導(dǎo)生成精細(xì)結(jié)構(gòu),并利用干細(xì)胞培育出視杯、大腦皮層精細(xì)組織層和初級(jí)的生成激素的垂體。布魯塞爾自由大學(xué)干細(xì)胞科學(xué)家Luc Leyns評(píng)價(jià)他的一系列論文是近年來(lái)最令人著迷的干細(xì)胞論文。

 

近日Sasai領(lǐng)導(dǎo)他的研究小組再度取得重大的突破性成果,成功地利用人類胚胎干細(xì)胞生成的第一個(gè)視網(wǎng)膜組織。相關(guān)論文發(fā)表在《細(xì)胞干細(xì)胞》(Cell stem cell)雜志上。

 

Sasai和同事們?cè)?jīng)開(kāi)發(fā)出一種新型的細(xì)胞培養(yǎng)方法,將胚胎干細(xì)胞進(jìn)行懸浮而非貼壁培養(yǎng)。在這樣的條件下,當(dāng)給予適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)因子組合時(shí),培育的胚胎干細(xì)胞會(huì)自身形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。

 

在去年的Nature雜志上,Sasai研究小組報(bào)告稱以這種方式培育的小鼠胚胎干細(xì)胞重演了發(fā)育機(jī)制,自動(dòng)形成了稱作視杯的杯狀分層結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)類似于胚眼(embryonic eye),包含成熟視網(wǎng)膜的所有細(xì)胞類型,包括感光細(xì)胞。

 

在最新的研究中,研究小組利用人類胚胎干細(xì)胞重復(fù)了這些實(shí)驗(yàn),并發(fā)現(xiàn)了它們?cè)谛纬深愃蒲劬Φ慕Y(jié)構(gòu)機(jī)制上的主要差異。這些來(lái)自人類胚胎干細(xì)胞的結(jié)構(gòu)比來(lái)自小鼠細(xì)胞的結(jié)構(gòu)更大更厚,反映了兩個(gè)物種之間的大小差異。且和來(lái)自小鼠細(xì)胞的結(jié)構(gòu)不同的是,人類結(jié)構(gòu)往往邊緣更為彎曲。

 

重要的是,研究人員證實(shí)人類胚胎干細(xì)胞需要顯著更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)形成胚眼,相比于小鼠細(xì)胞的20天,人類胚胎干細(xì)胞需要超過(guò)100天的時(shí)間,大概反映了正常妊娠時(shí)間的差異。這使得在技術(shù)上實(shí)驗(yàn)極具挑戰(zhàn),因?yàn)樵谳^長(zhǎng)的幾周時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定的細(xì)胞培養(yǎng)物是很困難的。

 

Sasai和同事們注意到在第一個(gè)月培育良好的細(xì)胞培養(yǎng)往往會(huì)生成形成良好的視網(wǎng)膜組織。為了在這一關(guān)鍵階段維持培養(yǎng)物穩(wěn)定,他們開(kāi)發(fā)了一種新型冷凍保存法在這一關(guān)鍵的中間階段儲(chǔ)存組織。

 

冷凍保存方法涉及在培育18天后從杯狀結(jié)構(gòu)中切割出視網(wǎng)膜組織,然后讓其繼續(xù)懸浮培養(yǎng)12天。在冰上對(duì)組織進(jìn)行短暫地冷凍后置于液氮中保存。在這種狀態(tài)下組織可以保存相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間,仍然保持健康,并可在解凍后繼續(xù)生長(zhǎng)。

 

Sasai說(shuō):“我們現(xiàn)在打算通過(guò)將這些組織移植到動(dòng)物眼睛中來(lái)測(cè)試它們的功能。最簡(jiǎn)單的就是應(yīng)用于視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa)的患者,由于感光細(xì)胞逐漸退化導(dǎo)致這些患者失明。”

 


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