新研究成功地從小鼠胚胎中培育成熟人類細胞

幾十年來，人類干細胞的疾病治愈潛力因無法在活生物體中體內(nèi)產(chǎn)生足夠數(shù)量的成熟人類細胞而受到阻礙。現(xiàn)在，由布法羅大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種可以顯著提高小鼠胚胎中成熟人類細胞產(chǎn)量的方法。該研究于5月13日發(fā)表在《Science Advance》雜志上。

“這是一項基礎(chǔ)研究，它使我們能夠利用小鼠胚胎來幫助我們更好地理解人類的發(fā)育，” 文章作者，生理學(xué)和生物物理學(xué)教授 Jian Feng博士說。 。

Feng說：“我們技術(shù)的進一步發(fā)展可以誘導(dǎo)分化更多種類的特定類型的成熟人類細胞，從而使我們能夠創(chuàng)建更有效的小鼠模型來研究嚴重影響人類的疾病，例如瘧疾或COVID-19。”

而且由于這種方法會產(chǎn)生大量的成熟人類細胞，因此有可能通過用健康的人類細胞或組織替代受損的細胞來治療慢性疾病，例如糖尿病或腎衰竭。

Feng解釋說，對于研究COVID-19，可能有可能建立一個更好的人類免疫系統(tǒng)或帶有人類呼吸系統(tǒng)的小鼠模型。也有可能使用這種新方法來生產(chǎn)具有甚至更成熟的人類紅細胞的小鼠模型。這樣的小鼠在研究瘧疾方面非常有效。 “在這項技術(shù)有用之前，我們還有很多問題要回答，但這是**次有人在小鼠胚胎中產(chǎn)生如此成熟的人類細胞。”

在這項研究中，研究人員在3.5天大的小鼠胚泡中注射了10-12個原始的人類干細胞。然后，小鼠胚胎會發(fā)育出數(shù)百萬個成熟的人類細胞，包括紅細胞，眼細胞和肝細胞。

“我們發(fā)現(xiàn)在小鼠胚胎中，多達百分之四的細胞是人類細胞。事實上這一數(shù)字被低估了，因為我們無法量化小鼠胚胎中產(chǎn)生的大量人類紅細胞。”他說，由于這些成熟的人類紅細胞沒有細胞核，因此科學(xué)家采用的定量細胞總數(shù)的方法沒有對它們進行計數(shù)。

該團隊的技術(shù)涉及到克服一個重要挑戰(zhàn)：將可以分化為人體所有類型細胞的人類多能干細胞轉(zhuǎn)化為與小鼠胚胎兼容的形式。人類干細胞處于“原始”狀態(tài)，而小鼠胚泡內(nèi)部的內(nèi)部細胞團也同樣處于原始狀態(tài)。

Feng說：“將被灌注的人類細胞放入小鼠胚泡后，它們便無法發(fā)育。”他指出，細胞不同發(fā)育階段之間的失調(diào)似乎是造成這種情況的原因。 “我們想看看人類引發(fā)的細胞是否有可能回到最初的狀態(tài)，就像小鼠胚泡中的多能干細胞一樣。我們的方法是暫時抑制mTOR激酶三個小時，以將人類初免細胞激化為最初原始狀態(tài)。阻斷mTOR激酶會觸發(fā)一系列事件，從而改變基因表達和細胞代謝，從而使初免的細胞變得原始化。”