新研究成功地從小鼠胚胎中培育成熟人類細(xì)胞

幾十年來，人類干細(xì)胞的疾病治愈潛力因無法在活生物體中體內(nèi)產(chǎn)生足夠數(shù)量的成熟人類細(xì)胞而受到阻礙。現(xiàn)在，由布法羅大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種可以顯著提高小鼠胚胎中成熟人類細(xì)胞產(chǎn)量的方法。該研究于5月13日發(fā)表在《Science Advance》雜志上。

“這是一項(xiàng)基礎(chǔ)研究，它使我們能夠利用小鼠胚胎來幫助我們更好地理解人類的發(fā)育，” 文章作者，生理學(xué)和生物物理學(xué)教授 Jian Feng博士說。 。

Feng說：“我們技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展可以誘導(dǎo)分化更多種類的特定類型的成熟人類細(xì)胞，從而使我們能夠創(chuàng)建更有效的小鼠模型來研究嚴(yán)重影響人類的疾病，例如瘧疾或COVID-19。”

而且由于這種方法會(huì)產(chǎn)生大量的成熟人類細(xì)胞，因此有可能通過用健康的人類細(xì)胞或組織替代受損的細(xì)胞來治療慢性疾病，例如糖尿病或腎衰竭。

Feng解釋說，對(duì)于研究COVID-19，可能有可能建立一個(gè)更好的人類免疫系統(tǒng)或帶有人類呼吸系統(tǒng)的小鼠模型。也有可能使用這種新方法來生產(chǎn)具有甚至更成熟的人類紅細(xì)胞的小鼠模型。這樣的小鼠在研究瘧疾方面非常有效。 “在這項(xiàng)技術(shù)有用之前，我們還有很多問題要回答，但這是**次有人在小鼠胚胎中產(chǎn)生如此成熟的人類細(xì)胞。”

在這項(xiàng)研究中，研究人員在3.5天大的小鼠胚泡中注射了10-12個(gè)原始的人類干細(xì)胞。然后，小鼠胚胎會(huì)發(fā)育出數(shù)百萬個(gè)成熟的人類細(xì)胞，包括紅細(xì)胞，眼細(xì)胞和肝細(xì)胞。

“我們發(fā)現(xiàn)在小鼠胚胎中，多達(dá)百分之四的細(xì)胞是人類細(xì)胞。事實(shí)上這一數(shù)字被低估了，因?yàn)槲覀儫o法量化小鼠胚胎中產(chǎn)生的大量人類紅細(xì)胞。”他說，由于這些成熟的人類紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，因此科學(xué)家采用的定量細(xì)胞總數(shù)的方法沒有對(duì)它們進(jìn)行計(jì)數(shù)。

該團(tuán)隊(duì)的技術(shù)涉及到克服一個(gè)重要挑戰(zhàn)：將可以分化為人體所有類型細(xì)胞的人類多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為與小鼠胚胎兼容的形式。人類干細(xì)胞處于“原始”狀態(tài)，而小鼠胚泡內(nèi)部的內(nèi)部細(xì)胞團(tuán)也同樣處于原始狀態(tài)。

Feng說：“將被灌注的人類細(xì)胞放入小鼠胚泡后，它們便無法發(fā)育。”他指出，細(xì)胞不同發(fā)育階段之間的失調(diào)似乎是造成這種情況的原因。 “我們想看看人類引發(fā)的細(xì)胞是否有可能回到最初的狀態(tài)，就像小鼠胚泡中的多能干細(xì)胞一樣。我們的方法是暫時(shí)抑制mTOR激酶三個(gè)小時(shí)，以將人類初免細(xì)胞激化為最初原始狀態(tài)。阻斷mTOR激酶會(huì)觸發(fā)一系列事件，從而改變基因表達(dá)和細(xì)胞代謝，從而使初免的細(xì)胞變得原始化。”