研究人员和合作者为产生最原始类型的干细胞提供了新的基准

索尔克的科学家和同事们提出了新的分子标准，用来判断实验室产生的干细胞在模仿人类发育的最早期胚胎细胞(被称为幼稚干细胞)方面有多接近。这些测试发现，目前没有任何一种方法可以培育出真正幼稚的干细胞，但这些指导方针可能有助于研究人员通过指出目前每种方法的不足之处来实现这一目标。生成原始干细胞将有利于干细胞的基础研究和医学应用，例如为器官替代而生长组织。

资深作者、索尔克基因组分析实验室教授兼主任、霍华德·休斯医学研究所研究员约瑟夫·艾克说:“这个幼稚的国家可能有更大的能力产生不同的组织类型，可能在再生医学上有许多用途。”该研究发表在2016年7月14日的《细胞干细胞》杂志上。

尽管干细胞——有分化成其他类型细胞的潜能的细胞——存在于成人体内，但最有用的干细胞是那些存在于胚胎中的干细胞。胚胎具有多能性，几乎可以成为人体中的任何细胞。研究人员已经开发出一种分子混合物，它可以逆转成年细胞的时钟，使其充当干细胞(称为诱导多能干细胞或iPSCs)，还培养了直接从胚胎(ESCs)中提取的干细胞系。科学家们正在制定新的方法来诱导“启动的”胚胎干细胞——它们更像着床后胚胎的细胞——回到过去，甚至更像那些在受精几天后着床前胚胎中发现的幼稚干细胞。原始干细胞是一块空白的石板，不仅是构成人体所有细胞的基础，也是构成胎盘以支持胚胎的细胞的基础。

“在我们看来,大部分的出版协议产生所谓的天真的干细胞并不令人信服,因为他们很像起始细胞产生细胞基因表达没有太大的区别,“说文章的第二作者鲁道夫Jaenisch怀特黑德生物医学研究所和麻省理工学院。

Ecker与Jaenisch和其他在怀特黑德和洛桑联邦理工学院的合作者密切合作，想看看这些旨在诱导幼稚干细胞状态的新技术是否真的做到了这一点。他们对“启动”细胞和ESCs进行了一系列的分子测试，这些细胞和ESCs暴露在被认为诱发幼稚的因素中。他们通过比较两种胚胎干细胞的分子特性和胚胎发育不同阶段的细胞来估计它们的状态。

他们发现，三种主要的测试最能说明原始干细胞和其他干细胞之间的差异，让它们沿着时间轴正确地放置ESCs的每一行。首先，他们测量了转座子的表达水平，转座子是一种可以在基因组中跳跃的DNA序列。他们发现，某些转座子的表达表明了原始干细胞的存在。接下来，他们发现原始胚胎干细胞的基因组甲基化更少，甲基化是指DNA上甲基化基团的加入。然后，他们研究了女性胚胎原始细胞中X染色体的状态，这些细胞每个都含有两条活跃的X染色体，不像更成熟的胚胎细胞有一条X染色体沉默。

洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne)的迪迪埃·特罗诺(Didier Trono)是该研究的联合高级作者，他说，这三种测试加在一起，包含了成千上万的基因生物标记，以表征干细胞的发育状态。“这种类型的分析很可能成为控制干细胞质量的黄金标准，包括诱导多能干细胞，无论它们是仅用于研究还是用于临床应用，”他说。

当用这三种测试来判断目前实验室中产生幼稚干细胞的方法时，每种方法都不能以不同的方式模仿幼稚胚胎细胞。例如，一项新技术使细胞拥有两条活跃的X染色体，但与所期望的甲基化模式不匹配。

“这实际上是对现有方法的比较，对每个方法应用相同的标准，并查看每个细胞的状态，”Ecker说。“其中一些细胞在发育过程中处于早期状态，另一些则处于后期状态。”

该研究的第一作者、Jaenisch实验室的博士后Thorold Theunissen说:“我们的工作提供了一套严格的标准，用于比较幼稚的人类干细胞与早期人类胚胎中的同类干细胞。之前的研究主要是基于与小鼠干细胞的比较，这与人类干细胞有很大的不同。

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