细胞的研究进展(2)

2019-06-11 09:06

全能干细胞的诱惑

比起已经分化的细胞,干细胞―这本没有被粘合书‖显然有更大的吸引力。有了这种万能的阅读书,我们就能轻松地修复损伤的机体,治疗因为神经外伤引发的瘫痪,获得治愈血友病所需要的血液细胞,甚至可以轻松地培养出急需的移植器官。

但是,翻开书页并不简单。正如前文所说,干细胞在分化之后,各自的功能被相对固定了下来。在分化后的细胞中发挥作用那种特定的基因组合主要是通过两种变化被固定下来。一种变化是―组蛋白修饰‖,另一种变化是―DNA的甲基化‖。这两种变化就像是粘贴书页的粘合剂。要找到解除粘合剂的方法,还要将目光投向人体已有的干细胞。

从胚胎干细胞开始

卵细胞有一种―神奇‖的能力,那就是让细胞初始化。受精的过程就是一个最有利的证据,因为精子已经是高度分化的细胞,它们的DNA上面满是甲基化和组蛋白修饰的―粘合书页‖。但是一旦与卵子集合,所有的粘合剂就消失了。 实际上,能保持这种全能型的还不仅仅是受精卵。在受精卵分裂6~7次时,会先形成一个具有100个左右细胞的细胞块,这些细胞都有转变成人体任何一种细胞的能力(只是不能发育成胎盘),这就是胚胎干细胞(ES细胞)。

1981年,英国的生物学家马丁?埃文斯博士领导的一个研究小组从小鼠的初期胚胎(胚盘胞)的内侧取下一些细胞,在反复尝试后找到了合适的条件,在试管中成功培养出了ES细胞。这些细胞不仅能够无限增殖,还能够转变成除胎盘之外的任何一种小鼠细胞。

在1998年,美国威斯康星大学的詹姆斯?汤姆森教授终于又成功地制成了―人体的ES细胞‖。有了这种细胞,从理论上说,就有可能按照需要制造出人体任何一个部分的组织。

6

不过,看似美好的ES细胞事业,从一开始就注定要流产。因为,它的来源是胚胎,从理论上讲这个胚胎完全可以在子宫中发育成人。如果将这种细胞应用于临床,就有为了―救人而杀人‖的问题出现。于是,科学家们开始寻找新的途径,去寻找那些维持细胞全能性的因子。

剥开粘合的书页方法

可是要想在找到剥开书本的页码谈何容易。山中伸弥从数据库中筛选出大约100个有可能在ES细胞中特别活跃的基因。再经过近4年的紧张工作,从这100个基因中筛选出24个活跃的可能与细胞初始化有关的基因,并一次性将这24个候选基因全部导入成人的皮肤细胞中,结果梦寐以求的干细胞出现了。

此后,山中教授又逐个检验这24个基因。每次扣留一个基因,将其余23个导入细胞中,看看是否对初始化有影响。如果扣留的基因有作用,那么细胞就不会发生初始化。就这样淘汰了对于初始化不是必需的20个基因,最终将目标锁定在4个基因身上,它们分别是―Oct3/4‖、―Sox2‖、―Klf4‖和―c-Myc‖。将这4个基因导入人纤维芽细胞后,这些细胞不出意外地变成了―iPS细胞‖(―诱导多能干细胞‖)。

其中,Klf/4和c-Myc的作用是使纤维芽细胞的分裂变得不受限制,转变成类似癌细胞的细胞。Oct3/4和Sox2的作用则是使细胞获得能够进行多种分化的能力而失去癌细胞那样的增殖性质,从而成为万能细胞(iPS细胞)。

山中伸弥在接受采访时曾经说过,―我喜欢橄榄球和柔道运动,经常受伤,去过好几次整形外科。因为自己要进行整形治疗,所以想到要当整形外科医生。当了医生以后才知道,有好些患者的疾病是很难治好的,如严重的风湿病、瘫痪、脊髓受伤等‖。今天他的iPS细胞为这些严重疾病的治疗提供了契机。人类掌握自己的生命的曙光已经露出了地平线。

2012年诺贝尔奖医学奖得主个人简介:

7

山中伸弥(Shinya Yamanaka),京都大学教授,医学博士。生于1962年,毕业于神户大学医学部。从整形外科医生转向基础医学研究。留学美国回日本后,此前曾经在大阪市立大学和奈良尖端科学技术大学任职。利用成体的皮肤细胞制作万能细胞―iPS细胞‖,先是2006年在对小鼠实验中取得成功,接着2007年又在人体实验中取得成功,均属于世界上首创成果。现任京都大学―iPS细胞研究中心‖的主任,该中心于2008年1月新建立。

约翰·B·格登爵士(Sir John B. Gurdon),剑桥大学教授。1933年出生于英国Dippenhall,1960年在牛津大学获得博士学位,在加州理工学院(California Institute of Technology)从事博士后研究。他于1972年加入剑桥大学,担任细胞生物学教授和麦格达伦学院院长(Master of Magdalene College)。格登目前工作于剑桥大学格登研究所。

四、卫报:第一次向中风病人脑部注射干细胞

环球科技观光团 2010-11-18 17:25

这次接受注射的患者有60多岁,从前是卡车司机,18个月前由于严重中风而生活不能自理。

英国格拉斯哥大学的研究者向他的脑中注射了近200万个细胞,注射位置是受损神经元附近的一个健康脑区。医生们希望,注射进的这些细胞能够释放出化学物质,激发新的神经元和血管生长,并修复损伤、减缓炎症。

这次注射其实是一系列实验的一部分,研究者希望再治疗11名年龄从60到85岁的男性患者,注射量也将越来越大:500万、1000万、2000万个细胞。

8

病人们所患的是最常见的缺血性中风(ischaemic stroke),由脑中的血管堵塞引起。病人接下来会接受持续2年的观察。

之前的动物实验表明,这些细胞在治疗脑损伤上是安全而有效的。

人们对干细胞疗法的一个担心就是,会不会造成肿瘤?不过研究者表示,这次使用的细胞应该不会有这个问题,这些细胞来源于美国一个12周大的胎儿,在细胞的这个发育阶段,这些细胞肯定能长成脑细胞。

这并不是第一次向人脑中注射干细胞,2006年就曾有研究向患有贝敦氏病的儿童脑部注射过干细胞。

刊物: 《卫报》11月16日

五、细胞变变变

月月 2011-06-03 12:02

(文/Ed Yong)一个人要想改变自己的身份是很困难的,对于组成人体的细胞来说也是如此。细胞有很多种类型,脑细胞、皮肤细胞、肌肉细胞等等。干细胞可以分化成各种类型的细胞,但是一旦细胞的角色确定,基本上就很难再改变了。

然而,科学家们可以通过转化分化的方法将一种细胞彻底改变,转化为其他类型的细胞。人们希望利用这项技术来培植特定的组织或器官。例如,如果有人患有损害神经系统的疾病,我们就可以在他们身上取得皮肤细胞,然后将其改造成新鲜的神经元供体。

9

许多团队都在做这方面的工作,他们已经成功地将胰腺细胞转化成了肝细胞,或将皮肤细胞转化成了心肌细胞,等等。但是此前没有人能将其他类型的细胞转化为人类的神经元细胞。如今,来自斯坦福大学的赵志平(Zhiping Zhao)、杨楠(Nan Yang)和托马斯?菲尔布亨(Thomas Vierbuchen)成功的将人体的皮肤细胞转变成了神经元细胞。

这个研究组去年以老鼠作为样本实验,用到的是三种被称为―BAM因子‖的蛋白,包括Brn2,Asc11及Myt11。他们证实了老鼠的皮肤细胞能够转变为神经元细胞,于是,他们就开始了以人体细胞为样本的实验。他们选取了人体包皮细胞,并用病毒将这三种蛋白运送至这些细胞内。短短的一周后,这些细胞看起来就有些像神经元细胞了,它们和神经元形状相同,被激活的基因也正确,但是它们不能像正常的神经元一样携带电信号。

只用BAM无法成功地将人皮肤细胞转化为神经元,要完成这个过程还需要第四种蛋白NeuroD1。这个研究组最终用这四种蛋白(BAMN)实现了转化的目的。这样转化出的神经元不仅能够携带电信号,而且它们形成了突触,相互之间可以进行信号传递。最棒的是,它们能够连成网状。将这些神经元与正常神经元一起培养,它们还能很好的融合在一起。

也有其他科学家成功地将皮肤细胞转化成了神经元,但都没有采用这么直接的方式,而是首先将皮肤细胞重新编程使其进入干细胞样状态,然后再诱导成为神经元。

这个领域发展速度极快。2008年,鲁道夫?耶尼施(Rudolf Jaenisch)将一只患帕金森症老鼠的皮肤细胞重新编程使其转化为神经元,再将这些神经元移植到这只老鼠的大脑,新的神经元整合进来以后,老鼠的症状有所改善。几个月后,凯文?埃根(Kevin Eggan)将一个患有肌萎缩性侧索硬化(ALS)的82岁老妇的皮肤细胞重新编程,得到了神经元。

10


细胞的研究进展(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:中国古建筑常识提要

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: