但是要将转化来的细胞用于临床治疗,还有很长的路。近期也有很多研究关注了这种方法的风险问题。这些重新编程的细胞(即诱导多能干细胞,iPSC)在基因序列等方面与原细胞存在着差别。2011年5月,来自加利福尼亚大学圣地亚哥分校徐阳(Yang Xu)等的研究结果表明,即便老鼠的iPSC与新宿主的基因相同,还是会被免疫系统排斥的。
目前人们尚不清楚这样不经过干细胞阶段,直接地将皮肤细胞转化为神经元是否更好。这项研究的负责人马里乌斯?韦尼希(Marius Wernig)表示,这项技术使用的蛋白不同,但他怀疑它们最终也会遇上免疫排斥和基因差异的老问题。
―但是,这样直接转化有个好处。通常从一个病人身上只能制造出三株以下的iPSC细胞,如果某一株编程不成功,就会前功尽弃。‖但使用直接转化技术,可以同时将许多皮肤细胞转化成神经元。
乔纳森?斯莱克(Jonathan Slack)曾参与将肝细胞转化为胰腺细胞的研究,他表示,主要的问题是这些细胞是不是真正的神经元。他补充说BAMN四种蛋白能启动皮肤细胞里的许多基因,从而使其转化为神经元,结果,这些细胞可能并没有真正进行发育转换。
对韦尼希来说,下一步工作是让这个转化过程的效率更高。他们现在能做到成功转化但是这个过程要用五到六周的时间。一旦能把转化的速度提上去,他们便可以尝试是否能将患有脑部疾病的人的细胞转化成神经元。
斯莱克认为要创造出适合移植的人类神经元,还有很长的路要走。然而,他对此表示乐观,―直接地对细胞进行重新编程技术确实能为我们提供这样一个前景,即制造出病人特异性的移植器官,这样就不会被免疫系统排斥。‖
斯莱克认为目前主要有两个阻碍因素。第一,韦尼希的团队使用了病毒将基因导入宿主基因组中。这是将目标蛋白导入细胞的一个高效的方法,但这也可能增加
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癌症的风险。第二,控制生成的神经元的类型也是个问题,因为不同类型的神经元有不同的作用。总之前方的路还很漫长。 六、一个细胞的一小步,整个酵母的一大步
摇摇晃晃小姐 2011-07-04 20:47
自生命伊始,多细胞生物至少经历过20次进化。最后一次进化大约是2亿年前的事了,只可惜有关这次进化的具体过程我们无从可考。为了深入了解多细胞生物的进化过程,美国明尼苏达大学的威廉·拉特克里夫(William Ratcliff)及同事以实验室里常见的单细胞生物——啤酒酵母(左图)为对象,研究单细胞生物是如何进化为多细胞生物的。
在短短几周内,啤酒酵母就完成了从单细胞到多细胞的进化,并且实现了细胞的分化。这表明,单细胞生物向多细胞生物进化并没那么困难。
实验中,研究人员将酵母置于液体培养基中,每天对培养皿进行一次轻度离心分离,并用离心管底部沉淀的酵母进行下一次接种。正如大颗砂粒沉降速度大于颗粒极小的淤泥一样,细胞群的沉降速度会大于单个细胞的沉降速度。因此,研究小组通过离心法可以有效选择出聚集的酵母菌。
在不到60天的时间里,研究人员培养了大约350代酵母菌。其中,有10管酵母都进化成聚集―雪片‖。更重要的是,―雪片‖并非是只是一群聚集在一起的细胞,而是由拥有相同基因的细胞分裂形成的。
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拉特克里夫表示:―多细胞生物进化的关键步骤是自然选择的对象从个体变为群体。 一旦自然选择在种群层面发生,那些聚集细胞就可以算作多细胞生物的雏形了。‖
在某些方面,这些―雪片‖表现出多细胞生物的特性。―雪片‖通过细胞分裂增大体积;当―雪片‖达到一定体积时,有一部分会脱落下来形成子代细胞。这种―生命周期‖与许多多细胞生物的―青年期‖和―成年期‖类似。
经过数百代的自然选择后,―雪片‖开始出现细胞的分化。当―雪片‖达到―成年‖体积后,一些细胞进入程序性死亡,产生薄弱点,子代细胞得以脱落。由此,―雪片‖整体得以保持足够大的体积迅速沉淀至试管底部存活下来,进而产生更多后代。此外,―雪片‖的世系在不同的进化压力下进化出的生命周期也不同。由于死亡很少对个体细胞有利,死亡是整个生物体各部分相互妥协、协调合作结果,对生物体是有利的。这一点至关重要,它表明―雪片‖是一个进化单元。
其他熟悉这项工作的研究人员都感到很兴奋。―在我看来,实验展现了单细胞生物向多细胞生物进化的基本转变过程,‖西雅图华盛顿大学的进化生物学家本·克尔(Ben Kerr)表示:―进化的过程发生得那么快,太令人兴奋了。‖
然而,持怀疑态度的人指出,酵母菌的祖先在千万年前或上亿年前是多细胞生物,因此许多菌株会自然形成菌落。酵母菌可能保留了一些细胞粘附或细胞程序性死亡的进化机制,从而表现出拉特克里夫实验的结果。
―我敢肯定,曾经是多细胞生物的酵母菌从未完全失去多细胞生物的特性,‖北伊利诺伊大学的进化生物学家尼尔·布莱克斯通(Neil Blackstone)表示:―我认为如果实验对象的祖先不是多细胞生物,单细胞向多细胞的进化就不可能在这么短的时间里发生。‖
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拉特克里夫及同事准备对衣藻(一种祖先不是多细胞生物的藻类)进行类似实验,从正面回应反对的声音。他们还在继续进行酵母菌的实验,观察―雪片‖能否进一步进化。
刊物: New Scientist 网站,2011年6月23日 导读者: 摇摇晃晃小姐 原文: 请看这里
图片来源: New Scientist 网站
(果壳环球科技观光团微博 http://t.sina.com.cn/guokrdigest ) 七、科技创业:修改细胞的程序以治疗疾病
紫鹬 2010-10-28 23:31
刊物: 《科技创业》9/10月刊 导读者: 杜磊 原文: 请看这里
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在日本京都大学学者于2007年宣布发现了将皮肤细胞转化成诱导多能干细胞(iPS cells)的方法仅仅数月之后,Jacob Hanna应用这些新类型细胞成功治愈了患有镰刀型贫血症的老鼠,这种疾病是由基因缺陷导致骨髓制造出了有缺陷的红细胞。Hanna,作为怀特海德研究所的一名研究员,从患病的老鼠身上提取出皮肤细胞,重新编排它的基因以制造诱导多能干细胞。诱导多能干细胞的行为就像胚胎干细胞一样可以轻易地转化成体内任意一种细胞。而后,他修正了诱导多能干细胞的遗传缺陷,并且刺激它们转化为骨髓干细胞,使之可以制造血细胞。这些健康的细胞被移植回老鼠体内,老鼠的免疫系统将其视为自己的组织。这些被治疗过的老鼠自己开始制造健康的红细胞。
―Hanna的工作是iPS 诱导多能干细胞研究的转折点‖,波士顿儿童医院干细胞移植计划主任兼哈佛医学院教授乔治德雷(George Daley)说, ―这是一个关于患有人类疾病老鼠的漂亮例证,充分显示出了诱导多能干细胞(iPS)的潜力‖
在iPS细胞可以被用于治疗如镰刀型贫血症等人类疾病之前,还有很多工作需要完成以保证不会带来任何负作用,并且要提高从皮肤细胞到诱导多能干细胞的转化效率。Hanna正在开发模拟以理解细胞重新编程时究竟发生了什么,并且他正在寻找可以便捷地转化为成人细胞的新型人类干细胞。 八、乳腺细胞可返老还童
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