2015年7月份，Cell Stem Cell雜志刊登了來自澳大利亞哈德遜醫(yī)學(xué)研究中心Courtney McDonald教授題為"干細胞**在臨床病例中的應(yīng)用：進展與挑戰(zhàn)"的綜述性文章，文章中，研究者就目前干細胞**方法在歐洲，加拿大，新西蘭等國家的臨床應(yīng)用中所取得的研究進展進行了總結(jié)，同時也對干細胞療法在未來發(fā)展中可能遇到的挑戰(zhàn)進行了展望。
如今，科學(xué)家們已經(jīng)可以在體外利用各種類型細胞進行多能干細胞的誘導(dǎo)，來自德國的科學(xué)家又將這一技術(shù)推進一步，他們在發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nature Structural Molecular Biology的一項*新研究中，成功獲得了與胚胎早期階段具有相同特性的全能干細胞，這些全能干細胞甚至還具有一些更為有趣的特性。
那么在即將過去的2015年里，干細胞研究領(lǐng)域又有哪些突飛猛進的成果呢？下面，小編為您盤點了2015年度干細胞領(lǐng)域突破性研究TOP10。
【1】科學(xué)家利用皮膚細胞獲得可再生胎盤的干細胞
再生醫(yī)學(xué)是一個快速發(fā)展的新興領(lǐng)域，旨在通過細胞移植替代人體內(nèi)缺失或損傷的細胞，組織或器官。胚胎干細胞是具有長時間生長并能夠自我更新的潛能細胞，能夠形成胎兒的各種細胞組織和器官。因此胚胎干細胞在細胞**的應(yīng)用中具有巨大前景。但受體與供體之間的**排斥反應(yīng)以及倫理問題是限制該種細胞應(yīng)用的巨大瓶頸，而誘導(dǎo)多能干細胞的出現(xiàn)很好地解決了這兩個問題。
當(dāng)胎盤沒有正常發(fā)育或出現(xiàn)損傷時，胎盤功能就會受損，胎盤功能紊亂**會導(dǎo)致低出生體重，早產(chǎn)以及出生缺陷的出現(xiàn)。其中一種**叫做胎兒生長受限，患有該**的嬰兒會表現(xiàn)出輕微的智力遲緩，一些嚴重的情況下會導(dǎo)致胎兒死亡，除此之外還會增加母親受到相關(guān)復(fù)雜**影響的風(fēng)險。但到目前為止，所有分離并在體外進行人類胎盤前體細胞（如滋養(yǎng)層干細胞）培養(yǎng)的研究都失敗了，因此能夠模擬或**這些胎盤功能紊亂**的模型或方法一直沒有得到開發(fā)。
【2】Stem Cells：新方法，干細胞立變骨細胞
假如老年人發(fā)生了骨折或置換了髖關(guān)節(jié)，骨骼需得重新形成并且需要非常慢的時間才能**。在這個過程中不但需要形成骨骼，也需要形成脂肪。北卡羅萊納大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種對骨形成起決定性作用的方法。他們用細胞松弛素D(霉菌中發(fā)現(xiàn)的一種天然物質(zhì))，它可以作為一種代用品來改變間充質(zhì)干細胞細胞核的基因表達，迫使它們成為成骨細胞(骨細胞)。
通過干細胞**——干細胞可以成為脂肪或骨細胞，應(yīng)用細胞松弛素D的結(jié)果是明確的：干細胞可變成為骨細胞。此外，注入少量的細胞松弛素D到小鼠的骨髓隙中可促成骨形成。這項研究發(fā)表在《干細胞》雜志上，文章詳述了科學(xué)家如何改變干細胞促使骨骼生長。
Janet Rubin博士說：“骨骼形成非常迅速，數(shù)據(jù)和圖像非常清楚；你不是一個骨科專家也可以看懂細胞松弛素D一周內(nèi)在小鼠體內(nèi)的作用情況。”
【3】Cell：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)提高造血干細胞移植效率新方法
造血干細胞駐留在骨髓和臍帶血的低氧環(huán)境中，但幾乎所有的造血干細胞研究都是在非生理條件的環(huán)境空氣中進行造血干細胞的分離和篩選。
在該項研究中，研究人員在低氧條件下對骨髓和臍帶血進行了收集和操作，證明將骨髓和臍帶血暴露在環(huán)境空氣中會降低造血干細胞長期擴增過程的細胞得率，同時會增加祖細胞的數(shù)量，研究人員將這種現(xiàn)象稱為非生理學(xué)氧氣應(yīng)激（EPHOSS，extraphysiologic oxygen shock/stress）。因此，骨髓和臍帶血中造血干細胞的數(shù)量一直都被低估。
隨后，研究人員通過親環(huán)素d（cyclophilin d）和p53將ros的產(chǎn)生和線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（MPTP）聯(lián)系在一起作為EPHOSS的分子機制進行了實驗探究。MPTP抑制劑--環(huán)胞素a能夠保證在空氣中收集小鼠骨髓和人類臍帶血中的造血干細胞時避免發(fā)生EPHOSS反應(yīng)，從而增加了可用于移植的造血干細胞數(shù)目。
【4】Nature：干細胞一關(guān)鍵結(jié)構(gòu)可決定干細胞命運
*近，來自美國西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員與密歇根大學(xué)的研究人員合作開展了一項研究，發(fā)現(xiàn)了一個全新機制能夠幫助解釋為何只有干細胞能夠進行自我更新式的細胞分裂。近日，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊nature。
成體干細胞能夠在有機體的一生中為組織平衡穩(wěn)定提供新細胞，一種叫作 "niches" 的特殊環(huán)境能夠幫助干細胞維持未分化和自我更新狀態(tài)，組成niches的細胞會產(chǎn)生信號和生長因子促進干細胞的維持。但保證只有干細胞能夠接受信號而由其產(chǎn)生的定向分化的后代細胞無法接受信號的機制仍未可知。
在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)干細胞能夠形成由微管蛋白組成的毫微管結(jié)構(gòu)（nanotube），而這些線狀的毫微管結(jié)構(gòu)會像吸管一樣延伸到niche中，保證組成niche的細胞產(chǎn)生的信號和生長因子只作用于干細胞。
【5】Nature：終于找到你！肝臟干細胞來源揭秘
Nature雜志*新在線的一篇研究中，Howard Hughes醫(yī)學(xué)研究所（HHMI）的科學(xué)家確定了能夠分化為功能性肝細胞的干細胞。這項研究解開了關(guān)于肝臟不斷新生的細胞到底從何而來的老謎團。研究的通訊作者，斯坦福大學(xué)HHMI研究員Roel Nusse博士說：“我們解決了一個很老的問題.我們發(fā)現(xiàn)，就如同其他需要補充丟失細胞的組織，肝臟干細胞也會增殖和產(chǎn)生成熟細胞，甚至在沒有肝損傷或**的情況下。”
肝臟主要由高度分化的肝細胞組成并完成許多任務(wù)，包括儲存維生素和礦物質(zhì)、去除**、調(diào)節(jié)血液中脂肪和糖。這些細胞的死亡后，由健康的新肝細胞取代。但這些新細胞的來源從來沒有被確定。
干細胞，能在補充保持自己數(shù)量的同時發(fā)展成高度分化的細胞，為皮膚，血液等組織在隨著時間丟失細胞的時候提供新的細胞。但是，在肝臟中還沒有發(fā)現(xiàn)過干細胞的存在。一些科學(xué)家推測，成熟的肝細胞可能通過分裂保持其數(shù)量。但Nusse博士說，肝臟成熟的細胞已經(jīng)高度分化，它們可能已經(jīng)失去了分裂能力。
【6】Cell：驚人發(fā)現(xiàn)！細胞周期時鐘控制胚胎干細胞多能性
近日，一篇刊登在國際有名雜志Cell上的研究報道中，來自新加坡A*STAR基因組研究所的研究人員通過研究**揭示細胞周期時鐘控制多能干細胞分化的分子機制，相關(guān)研究或為理解細胞分化機制，以及開發(fā)新型潛在療法提供思路。
胚胎干細胞并不能分化為特殊類型的細胞，當(dāng)其出于多能性狀態(tài)時才可以，細胞周期分為四個階段：G1、S、G2及M期，此前有研究發(fā)現(xiàn)胚胎干細胞的細胞分化盡在G1期才開始，而由于G1期的特性才會促進細胞的譜系規(guī)范，而其它三個細胞周期特性的缺失被認為可以阻礙癌細胞的分化。
這項研究中研究人員利用高通量的篩選技術(shù)**發(fā)現(xiàn)，在S和G2期胚胎干細胞可以維持自身的多能性，也就是說胚胎干細胞可以積極地抵御分化過程；另外研究者還表示，當(dāng)存在DNA損傷時，胚胎干細胞就不會發(fā)生分化，以便抑制缺乏基因組穩(wěn)定性的特殊分化細胞的產(chǎn)生。
【7】Cell Sys：光！控制胚胎干細胞分化
發(fā)表于國際雜志Cell Systems上的一項研究中，來自美國加州大學(xué)舊金山分校（UC San Francisco）的研究人員通過研究開發(fā)出了一種方法，**利用光束來**控制胚胎干細胞的分化，從而使其可以分化成為神經(jīng)細胞來進行**的體外研究提供一定幫助。
研究者Matthew Thomson說道，我們發(fā)現(xiàn)了一種基本的機制，細胞可以利用該機制來決定是否進行發(fā)育；在胚胎發(fā)育期間，干細胞會表演一段精心安排的“舞蹈”，隨后其會從無作用、未分化的形式轉(zhuǎn)化成為構(gòu)建機體主要器官系統(tǒng)的細胞。近些年來科學(xué)家們在未分化的干細胞中發(fā)現(xiàn)了很多可以編碼干細胞發(fā)育的基因，而揭示這些細胞如何忽視嘈雜的波動以及快速反應(yīng)形成機體所需細胞一直是科學(xué)家們的研究熱點。
為了檢測干細胞如何將發(fā)育線索作為關(guān)鍵的信號或是外部“噪音”，科學(xué)家們對培養(yǎng)中的小鼠胚胎干細胞進行了工程化操作，他們利用藍色光脈沖開啟了一種名為Brn2的基因，該基因是一種潛在的神經(jīng)分化的線索，通過調(diào)整光脈沖的強度和持續(xù)性，研究者就可以實現(xiàn)**控制Brn2的劑量，并且觀察細胞的反應(yīng)。研究者表示，如果Brn2信號足夠強的話，干細胞就會快速轉(zhuǎn)化成為神經(jīng)元。
【8】Nature醫(yī)學(xué)顛覆性文章：杜氏肌營養(yǎng)**其實是干細胞病
渥太華大學(xué)和渥太華醫(yī)院的研究人員**發(fā)現(xiàn)，杜氏肌營養(yǎng)**（DMD）能夠直接影響肌肉干細胞。這項研究發(fā)表在十一月十六日的Nature Medicine雜志上，顛覆了人們長期以來對這種**的理解，為實現(xiàn)更有效的**奠定了基礎(chǔ)。
渥太華大學(xué)和渥太華醫(yī)院的研究人員**發(fā)現(xiàn)，杜氏肌營養(yǎng)**（DMD）能夠直接影響肌肉干細胞。這項研究發(fā)表在十一月十六日的Nature Medicine雜志上，顛覆了人們長期以來對這種**的理解，為實現(xiàn)更有效的**奠定了基礎(chǔ)。
“近20年來，我們一直以為這些患者的肌無力主要是因為肌纖維出了問題。但我們這項研究顯示，患者肌肉干細胞的功能本身就存在問題，”文章的**作者Dr. Michael Rudnicki說。“這徹底改變了我們對杜氏肌營養(yǎng)**的認識，有望大大提高**的有效性。”
【9】Nature：細胞失憶或促進干細胞產(chǎn)生
成體細胞，比如皮膚或血液細胞，其都有一種特殊的細胞記憶，或者記錄細胞如何從未定型的胚胎細胞進化到特殊的成體細胞；如今刊登于國際有名雜志Nature上的一項研究論文中，來自哈佛干細胞研究所等處的研究人員通過研究鑒別出了新型基因，當(dāng)該基因被抑制時就會有效地擦除細胞的記憶，使細胞被重編程更加敏感，進開始進行快速高效地重編程過程。
研究者Konrad Hochedlinger博士指出，我們開始這項工作，因為我們想知道為何皮膚細胞是一個皮膚細胞，而且為何其在**天或者下個月，甚至是一年后不會改變其身份。人類機體中的每一個細胞都具有相同的基因組或者DNA藍圖，而且在機體發(fā)育期間基因被開關(guān)的方式可以幫助解釋每一種成體細胞如何變化；通過操控這些基因并且引入新型因子，科學(xué)家們就揭示了成體細胞基因組休眠的部分，以及如何對其進行重編程來形成另外一種類型的細胞。
【10】Nat Biotechnol：干細胞開發(fā)出可產(chǎn)血清素的神經(jīng)元
近日，來自美國威斯康星大學(xué)的研究人員通過研究開發(fā)了一種可以制造血清素的特殊神經(jīng)細胞，血清素是一種在大腦中扮演多種重要角色的化學(xué)物質(zhì)，其可以影響機體情緒、睡眠、焦慮、抑郁、食欲等表現(xiàn)，同時也在很多嚴重的精神性**中扮演者重要作用，比如精神分裂癥和雙相情感障礙等。
研究者Su-Chun Zhang說道，從本質(zhì)上來講，血清素可以調(diào)節(jié)機體大腦功能的多個方面，包括運動等，這種化學(xué)物質(zhì)是通過位于腦后特殊結(jié)構(gòu)的一系列神經(jīng)元所產(chǎn)生的，而血清素可以發(fā)揮其影響作用是因為制造血清素的神經(jīng)元可以對大腦幾乎每一個部分產(chǎn)生影響。
相關(guān)研究刊登于國際雜志Nature Biotechnology上，研究者開始對兩種類型的干細胞進行研究，其中一種來自于胚胎，另外一種來自于成體細胞，因為血清素神經(jīng)元在出生前就可以產(chǎn)生，因此研究人員必須在**中營造一種適于胎兒發(fā)育的化學(xué)環(huán)境；他們表示，這聽起來相當(dāng)簡單，但我們需要制造產(chǎn)生許多不同類型的神經(jīng)細胞，為此就必須指導(dǎo)干細胞使其發(fā)育成為特殊的形式，隨后在特定的濃度下利用一種專門設(shè)計的序列分子進行研究。
