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干细胞

基于细胞的髓磷脂再生方法
直接重编程少突胶质细胞前体中的周细胞,作为基于细胞的治疗策略的潜在基础2021年4月12日   髓磷脂对于在大脑中正确,快速地传输电信号非常重要。这种包裹轴突的富含脂质的膜在某些退行性神经疾病中受损。其中大多数是罕见的遗传性疾病,具有严重的临床病程。从体细胞成纤维细胞诱导的少突胶质祖细胞(iOPCs)的生成可能提供针对髓磷脂疾病的基于细胞的治疗策略。但是,iOPC的生成效率很低,并且生成的iOPC表现出有限的扩展和分化能力。一个国际研究人员团队现已克服了这些限制。这项研究提出了一种基于细胞的方法来研究针对髓磷脂疾病的治疗潜力。  体外培养中的成熟少突胶质细胞(红色)。这些细胞与诱导的少突胶质祖细胞(iOPC)分化,后者又由周细胞产生(蓝色:细胞核)。 ©MPI分子生物医学  神经细胞通过其过程(轴突)将其信号传递给其他神经细胞。缠绕在轴突周围的绝缘护套极大地提高了电脉冲的速度。这种快速的电活动对于处理大脑中的信号并通过周围神经束将其传输到身体非常重要。绝缘鞘由称为髓磷脂的富含脂质的膜组成,并由所谓的少突胶质细胞形成。如果髓鞘被破坏(如脱髓鞘疾病一样),则会失去导电性。临床后果是严重且不可逆的。  全球科学家正在探索各种基于细胞的策略来再生髓鞘。一种明显的方法是移植少突胶质细胞以使轴突重新髓鞘化。但是,移植的成熟少突胶质细胞不能做到这一点。仅当移植未分化的少突胶质细胞前体细胞(OPC)时,才能形成新的髓磷脂。  多亏了所谓的iPS技术,才有可能将一种类型的细胞转化为其他细胞类型。科学家最初能够将小鼠和大鼠的胚胎皮肤细胞重编程为诱导性多能干(iPS)细胞,并将其成熟为少突胶质细胞前体细胞(OPC),称为诱导性OPC(iOPC)。但是重编程过程效率低下,并且所得细胞无法增殖和分化,无法在临床实践中使用。周细胞充当起始细胞类型  来自10个实验室的国际研究人员团队由德国明斯特的马克斯·普朗克分子生物医学研究所的HansSchöler和现在的韩国天主教大学医学院副教授Kee-Pyo Kim领导。现在成功克服了这些障碍。研究人员使用皮肤细胞作为起始细胞类型,而不是皮肤细胞。周细胞覆盖毛细血管内皮细胞,并形成血脑屏障的组成部分。  该研究的第一作者Kee-Pyo Kim说:“周细胞和少突胶质细胞祖细胞在发育过程中起源于相同的细胞群。” “因此,我们认为周细胞非常适合这种重编程以及随后分化为少突胶质细胞祖细胞,” Kim继续说道。Kim解释说:“如果转换过程更直接,更简单,它将更有效率,因此对以后的细胞疗法更加有趣。” “这是因为起始细胞具有其原始身份的记忆,”金说。记忆由所谓的转录组(在给定时间存在于细胞中的所有RNA分子)和表观遗传标记(调节基因活性的DNA的翻译后修饰)组成。”  确实,研究人员能够将周细胞转变为少突胶质细胞祖细胞。“我们的源自周细胞的iOPC可以有效地繁殖并分化为有髓的少突胶质细胞,” Kim说。“从皮肤细胞产生iOPC的过程中可以看出,我们不需要三个转录因子,但是只有两个因子:Olig2和Sox10的过表达足以诱导iOPC的产生,” Kim说。 移植到大脑  预先分化的前少突胶质细胞(绿色,红色:来自iOPC的细胞,蓝色:细胞核)移植后的体内髓鞘形成。 ©MPI分子生物医学  为了研究这些iOPC是否以及如何在体内(即在大脑本身)成熟为产生髓磷脂的少突胶质细胞,研究人员将iOPC移植到了颤抖小鼠的大脑中。这些小鼠在MBP基因中具有所谓的颤抖突变。突变会导致髓鞘碱性蛋白(MBP)产生,而髓鞘碱性蛋白(MBP)对于髓鞘是必不可少的。因此,颤抖的小鼠在出生后几周内会出现特征性的“颤抖”步态,通常被用作白细胞营养障碍的动物模型。已经证明,周细胞衍生的iOPC移植到颤抖小鼠的脊髓或大脑中,可诱导轴突的髓鞘形成。这些关键实验是在美国罗切斯特大学的史蒂夫·高德曼(Steve Goldman)的实验室中进行的,他在2008年开发了该模型。  “令我们惊讶的是,在移植到无法使轴突脱皮的颤抖小鼠的大脑中后,大多数iOPC沉淀在血管上,并变成了周细胞。它们没有分化为少突胶质细胞,这种少突胶质细胞通常包裹着带有髓鞘的轴突。”金说:“这向我们表明,iOPC保留了其原始表型的记忆,从而阻止了它们在体内的髓鞘形成。”  因此,iOPC不会自动变成产生髓磷脂的少突胶质细胞。他们需要额外的努力。因此,研究人员进一步在体外将iOPCs分化为少突胶质前细胞。这些细胞在体内和体外都会产生产生髓磷脂的少突胶质细胞。  当iOPCs预分化为少突胶质前体细胞,然后移植到颤抖小鼠的大脑中时,可能会产生强力的髓鞘形成。“在体内髓鞘形成特别明显移植12周后,我们很少发现已经恢复到周细胞的细胞,”金说。“与主要的OPC(天然的组织来源的OPC)相比,我们发现髓鞘形成能力没有差异,” Kim说,证实了阳性结果。金总结说:“通过这项研究,我们已经建立了一种有效的策略来产生高度可扩展和功能化的iOPC群体。” “这种方法克服了阻碍其治疗应用的重要局限性,”金说。即,随后的治疗方法需要许多细胞。因此,可扩展的初始细胞群是必不可少的。汉斯·舍勒说:“我们的研究清楚地表明,在开发基于细胞的治疗方法时,必须记住供体细胞的记忆。” “为了开发直接转化细胞的治疗潜力,需要进一步研究不同的重编程方法如何影响供体细胞的记忆,以及是否有可能例如通过化学试剂引导和稳定细胞朝向期望的细胞类型的身份。”点击查看:更多有关生物学文章 使用专业生物学翻译 使用文档翻译功能免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:mpg
2021-04-20 20:04:56
第一个猴子-人类胚胎引发了关于杂种动物的争论
  凯马氏菌的寿命长达19天-但一些科学家质疑进行此类研究的必要性。  尼迪·苏巴拉曼   猴-人类嵌合体的胚泡。学分:昆明科技大学,纪维志  科学家首次成功地培育了包含人类细胞的猴子胚胎,这是在迅速发展的领域中引起伦理学问询的最新里程碑。  在4月15日发表在Cell 上的这项工作中,研究小组向猴子胚胎注射了人类干细胞,并观察了它们的发育。他们观察到人和猴细胞在一个培养皿中分裂并一起生长,受精后至少有3个胚胎存活到19天。“总体信息是,每个胚胎都包含人类细胞,它们的增殖和分化程度不同。”加利福尼亚州拉霍亚萨尔克生物研究所的发育生物学家胡安·卡洛斯·伊斯皮苏瓦·贝尔蒙特说,工作。研究人员希望,某些人类与动物的杂交体(称为嵌合体)可以提供更好的模型来测试药物,并用于种植人体器官进行移植。该研究小组的成员最早于2019年2证明他们可以在受精后的20天之内在一个盘中种植猴子胚胎。2017年,他们报道了一系列其他杂种:由人细胞生长的猪胚胎,由人细胞生长的牛胚胎和由小鼠细胞生长的大鼠胚胎。但是最新的研究使发展生物学家分歧。有人质疑使用紧密相关的灵长类动物进行此类实验
2021-04-16 14:00:48
放松长出更多的头发?
Relax to grow more hair放松以生长更多的头发已经发现应激激素通过皮肤细胞来信号来抑制小鼠中毛囊干细胞的激活。当该信号传导被堵塞时,刺激毛发生生长。强调人类,注意。  当美式足球四分卫亚伦·罗杰斯(Aaron Rodgers)在一个赛季糟糕的开局后告诉球迷放松身心时,他几乎不知道自己也在给头发护理小费。在漫长的大流行一年之后,他的建议现在特别有帮助。约有四分之一感染COVID-19的人在症状发作后六个月出现脱发1,这可能是由于感染和恢复的折磨导致的全身性休克。长期以来,慢性压力与脱发有关,但是将压力与毛囊干细胞功能障碍联系起来的潜在机制尚不清楚。Choi等人在《自然》中撰文。2揭露鼠标中的连接。在一个人的一生中,头发生长循环三个阶段:生长(Anagen),退化(卡塔根)和休息(遥控器)。在Anagen期间,毛囊连续推出一个生长的毛轴。在卡塔根期间,毛发生生长停止,毛囊的下部缩小,但头发(现在称为球杆发)仍然存在。在纬纱期间,俱乐部头发仍然休眠一段时间,最终脱落。在严重的压力下,许多毛囊过早进入遥感,头发迅速下降。  毛囊干细胞(HFSC)
2021-04-06 20:44:32
人类胚胎的第一个完整模型
在发育早期,人类胚胎形成称为胚泡的结构。现在有两个研究小组从培养皿中的细胞生成了人类胚泡样结构,为推进人类胚胎学提供了有价值的模型。易政&傅建平· 如果我们要改善辅助生殖技术并防止怀孕和出生缺陷,对人类早期发展的正确理解就至关重要。但是,研究早期发育是一个挑战-几乎没有人类胚胎可用,并且研究受到相当多的道德和法律约束。因此,利用体外培养的细胞构建哺乳动物胚胎模型的技术的出现开辟了令人兴奋的机会1。在两篇论文自然现在做了重大进步在这一领域,显示出人类胚胎干细胞2或细胞成体组织重新编程的2,3可以诱导其在培养皿中自组织,形成类似于早期人类胚胎的结构。这是第一个整合的人类胚胎模型,其中包含与胎儿及其支持组织的所有创始细胞谱系有关的细胞类型。 在哺乳动物中,受精卵在发育的最初几天经历一系列细胞分裂,导致形成称为胚泡的结构。胚泡包含一个称为滋养外胚层的外部细胞层,它包围着一个腔,该腔包含一个称为内部细胞团(ICM)的细胞簇。随着胚泡的发展,ICM分离成两个相邻的细胞群-外胚层和次生细胞(在小鼠胚胎中被称为原始内胚层)。胚泡然后植入子宫组织,为称为胃造瘘的事件奠定了基础,其中上皮细胞
2021-03-19 17:38:35
分子将干细胞引导至受损的脑组织
Molecule guides stem cells to damaged brain tissue分子将干细胞引导至受损的脑组织Researchers altered a molecule that is naturally produced by the body to safely guide stem cells to damaged brain tissue.研究人员改变了人体天然产生的分子,以安全地将干细胞引导至受损的脑组织。Mice with a fatal brain disease had delayed onset of symptoms and improved survival when given the new molecule and neural stem cells.当使用新的分子和神经干细胞时,患有致命性脑病的小鼠可延迟症状发作并提高生存率。With further development, the approach may have applications for human disease.随着进一步的发展,该方法可能会应用于人类疾病。Neural stem cells maturing into brain cells called astrocytes (yellow). Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute神经干细胞成熟为脑细胞,称为星形胶质细胞(黄色)。桑福德·伯纳姆·普雷比斯医学发现研究所Stem cells are part of the body’s repair system. They have the potential to replace specialized cells—such as muscle cells, blood cells, and brain cells—that have been damaged by injury or disease.干细胞是人体修复系统的一部分。它们有潜力替代因损伤或疾病而受损的特殊细胞,例如肌肉细胞,血细胞和脑细胞。The amount of repair that stem cells do in the adult body is limited. Researchers have been looking for ways to draw more stem cells to injured areas and focus their work. Harnessing the body’s healing mechanisms in this way is called regenerative medicine.干细胞在成年体内所做的修复数量有限。研究人员一直在寻找将更多的干细胞吸引到受伤部位并集中精力工作的方法。通过这种方式利用人体的康复机制,称为再生医学。To attract stem cells to injured tissues, the body naturally releases chemicals called chemokines. But chemokines also cause inflammation, and long-term inflammation in the brain and body can cause more harm than good. Therefore, it hasn’t been considered safe to use natural chemokines for regenerative medicine.为了吸引干细胞至受伤的组织,人体自然释放出称为趋化因子的化学物质。但是趋化因子也会引起炎症,大脑和身体的长期炎症可能造成弊大于利。因此,将天然趋化因子用于再生医学并不安全。A research team led by Dr. Evan Snyder from the Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute tested whether they could engineer a natural chemokine to attract stem cells without causing inflammation. They altered a chemokine called CXCL12, which can draw neural stem cells to sites of injury or disease in the brain and central nervous system. CXCL12 binds to a receptor called CXCR4 on the surface of these stem cells.由桑福德·伯纳姆·普雷姆斯医学发现研究所的埃文·斯奈德(Evan Snyder)博士领导的研究小组测试了它们是否可以工程化天然趋化因子以吸引干细胞而不引起炎症。他们改变了一种称为CXCL12的趋化因子,它可以将神经干细胞吸引到大脑和中枢神经系统的损伤或疾病部位。 CXCL12与这些干细胞表面上称为CXCR4的受体结合。When activated, CXCR4 can signal different reactions within the cells. Using computational methods, the researchers optimized the part of CXCL12 that initially binds CXCR4. They then replaced the portion that triggers CXCR4 to boost inflammation. The work was funded in part by NIH’s National Institute of General Medical Sciences (NIGMS). Results were published on November 20, 2020,in Proceedings of the National Academy of Sciences.激活后,CXCR4可以发出细胞内不同反应的信号。研究人员使用计算方法优化了最初绑定CXCR4的CXCL12部分。然后,他们替换了触发CXCR4增强炎症的部分。这项工作部分由美国国立卫生研究院的国立普通医学科学研究所(NIGMS)资助。结果于2020年11月20日发布在美国国家科学院院刊上。After testing different versions of the molecule in laboratory experiments, the team focused on one called SDV1a. SDV1a strongly encouraged neural stem cells to migrate towards its signal without activating genes associated with inflammation. Instead, it activated genes involved in tissue repair.在实验室实验中测试了该分子的不同版本之后,该团队专注于开发一种名为SDV1a的分子。 SDV1a强烈鼓励神经干细胞向其信号迁移而不激活与炎症相关的基因。相反,它激活了参与组织修复的基因。The team next tested their new molecule in the brains of healthy mice. When they injected SDV1a into one side of the brain and neural stem cells into the other, the cells migrated to the side with SDV1a. Both SDV1a and the stem cells remained active in the brain for weeks. The mice showed no inflammation or other side effects from treatment.接下来,研究小组在健康小鼠的大脑中测试了他们的新分子。当他们将SDV1a注射到大脑的一侧,而将神经干细胞注射到另一侧时,这些细胞就会与SDV1a一起迁移到一侧。 SDV1a和干细胞在大脑中都保持活跃数周。小鼠从治疗中未显示出炎症或其他副作用。Finally, the researchers gave the combination of SDV1a and neural stem cells to mice with a deadly degenerative brain disorder. SDV1a was injected into the brain’s cortex, and stem cells were implanted into ventricles—brain cavities filled with cerebrospinal fluid.最后,研究人员将SDV1a和神经干细胞的组合给予患有致命性变性脑疾病的小鼠。将SDV1a注入大脑皮层,然后将干细胞植入脑室,脑室中充满了脑脊液。The stem cells spread throughout the brain and produced new neurons. Mice that received the treatment had slower onset of disease symptoms and lived longer.干细胞遍布整个大脑并产生新的神经元。接受治疗的小鼠疾病症状发作较慢,寿命更长。“The ability to instruct a stem cell where to go in the body or to a particular region of a given organ is the Holy Grail for regenerative medicine,” Snyder says. “Now, for the first time ever, we can direct a stem cell to a desired location and focus its therapeutic impact.”斯奈德说:“指示干细胞进入人体或特定器官特定部位的能力是再生医学的圣杯。” “现在,有史以来第一次,我们可以将干细胞定向到所需位置并集中其治疗作用。”The team is now testing their approach in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Similar strategies may help improve stem cell therapy for spinal cord injury and stroke, as well as boost repair in other parts of the body.该团队现在正在肌萎缩性侧索硬化症(ALS)小鼠模型中测试他们的方法。类似的策略可能有助于改善针对脊髓损伤和中风的干细胞疗法,以及促进身体其他部位的修复。—by Sharon Reynolds—莎朗·雷诺兹(Sharon Reynolds)点击:查看更多医学文章查看更多生物学文章使用复制图片翻译功能 免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。 来源于:nih
2021-01-19 17:45:43