华人学者Nature子刊发表再生医学重要成果

2014-2-10 10:07 来源: 生物通
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  且不说深夜的电视广告,许多的情景喜剧的内容假如是可信的话,男人秃顶已成为了一种流行现象,他们强烈地渴望能够修复他们的毛囊缺陷。

  一种有潜力的扭转脱发的方法就是,利用干细胞来再生出失去或濒死的毛囊。然而直到现在,都无法生成足够量的毛囊生成干细胞。

  来自宾夕法尼亚大学Perelman医学院病理学、实验医学和皮肤病学副教授徐小威(Xiaowei "George" Xu)博士和同事们,在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上发布了一种方法,可将成体细胞转化为上皮干细胞(EpSCs)。这是第一有人在人类或小鼠中做到这一点。

  将上皮干细胞植入到免疫功能低下的小鼠体内,再生出了不同的人类皮肤和毛囊细胞类型,甚至生成了结构可识别的毛干,由此提出了这样一种可能性:它们或许最终能够实现人们的毛发再生。

  徐小威和他的研究小组将三个基因添加到人类皮肤成纤维细胞中,将这些细胞转变为了诱导多能干细胞(iPSCs),后者具有分化为身体内所有细胞类型的能力。他们随后将这些iPS细胞转化为了正常存在于毛囊隆突部的上皮干细胞。

  一开始采用过去其他研究小组开发出来将iPSCs转化为角质细胞的操作程序,徐小威研究组证实,通过小心地控制细胞接受生长因子的时间,他们能够迫使iPSCs生成大量的上皮干细胞。在新研究中,该研究小组的实验方案成功地在18天内将超过25%的iPSCs转变为上皮干细胞。随后利用它们的表面所表达的一些蛋白质纯化出了这些细胞。

  比较人类iPSC衍生的上皮干细胞与获取自人类毛囊的上皮干细胞的基因表达模式,证实研究小组成功地生成了他们本来打算要生成的细胞。当他们将这些细胞与小鼠毛囊诱导真皮细胞混合一起,移植到免疫功能缺陷的小鼠皮肤上时,它们生成了功能性的人类表皮和结构与人类毛囊相似的毛囊。

  徐小威说:“这是第一次有人生成了能够再生毛囊上皮成分的、扩大数量的上皮干细胞。并且这些细胞具有许多的潜在应用,包括愈合伤口、做美容剂以及实现毛发再生。”

  徐小威说,iPSC衍生的上皮干细胞还没有准备好用于人体。首先,毛囊中包含有上皮细胞和称作为真皮乳头细胞的一种特殊成体干细胞。徐小威和研究小组是将iPSC衍生的EpSCs和小鼠真皮细胞混合生成了毛囊,实现了毛囊生长。

  “当个体脱发时,他们丧失了两种细胞类型。我们只解决了一个主要的问题,毛囊的上皮成分。我们还需要找出一种方法来生成新型的真皮乳头细胞,还没有人解决这部分的问题,”徐小威说。

  更重要的是,徐教授在构建iPSCs的过程中涉及了利用编码致癌蛋白的基因对人类细胞进行遗传修饰,因此需要进一步地改进方案。不过,他指出干细胞研究人员正在开发出更多的解决方法,包括一些只利用化学药物的策略。