《肿瘤干细胞最新研究进展(第3期)》

  • 来源专题:再生医学与健康研发动态监测
  • 编译者: malili
  • 发布时间:2017-08-30
  • 恶性肿瘤是严重威胁人类生命的疾病之一。对于多数恶性肿瘤患者而言,可采用化疗、放射疗法及生物免疫治疗等方法来杀死大部分肿瘤细胞,但是却无法从根本上治愈肿瘤。 肿瘤干细胞(Cancer Stem Cell,CSC),也被称作癌干细胞,或癌症干细胞,是指肿瘤中具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞的细胞。现在已经很清楚肿瘤干细胞在肿瘤恶化和产生治疗抗性中起了重要作用,最突出的表现在血液系统癌症如白血病中。因此,有学者提出了肿瘤干细胞在肿瘤发生、发展、转移过程中都有重要作用,但到底什么是肿瘤干细胞现在尚无准确定义。肿瘤干细胞和肿瘤组织细胞不同。这些细胞自身分化较慢,但对很多物理化学损伤(如放疗和化疗)耐受。据说化疗和放疗还能促进肿瘤干细胞的增殖。肿瘤干细胞被认为是肿瘤治疗复发的根源,因为即使多数肿瘤细胞被杀死,只要肿瘤干细胞还在,根据定义这些干细胞可以分化成肿瘤细胞。这一理论为我们重新认识肿瘤的起源和本质,以及临床肿瘤治疗提供了新的方向和视觉角度。 近年来肿瘤干细胞学说受到越来越多人的关注,并在乳腺癌、脑肿瘤、前列腺癌、肺癌、肝癌、结直肠癌、皮肤癌等多种恶性肿瘤中都成功分离出了肿瘤干细胞。基于此,小编针对肿瘤干细胞的研究进行一番梳理,以飨读者。

相关报告
  • 《干细胞研究最新进展(第3期)》

    • 来源专题:广东省干细胞与组织工程技术路线图信息服务平台
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2018-09-21
    • 2018年8月30日/生物谷BIOON/---近期,干细胞研究取得重大的进展。基于此,小编梳理了一下生物谷最新报道的干细胞方面的新闻,供大家阅读。 1.Arch Toxicol:干细胞+3D打印,可用于肝脏移植 doi:10.1007/s00204-018-2280-2 来自爱丁堡大学医学研究委员会(MRC)再生医学中心的科学家结合干细胞技术与3D打印技术,成功培育出了人源3D肝脏组织,并且在小鼠水平显示出治疗的潜力。科学家表示,除了为开发人体肝脏组织植入物方面进行早期的探索,这一研究还可以通过搭建平台来研究人类肝脏疾病以及实验室中的测试药物的药效,从而减少对动物研究的需求。在这项发表在《Archives of Toxicology》杂志上的研究中,科学家们采集了人类胚胎干细胞并诱导形成多能干细胞(已被诱导转变为干细胞的成体细胞),通过定向诱导形成为肝细胞。 (图片来源:www.pixabay.com) 科学家们与材料化学家和工程师合作,确定了已经批准用于人体的合适聚合物,以便将它们发展成3-D支架。最好的材料是可生物降解的聚酯聚己内酯,它被制作成微观纤维,纤维网形成一厘米见方,毫米厚的支架。之后,将源自胚胎干细胞的肝细胞(其已在培养物中生长20天)加载到支架上并植入小鼠皮下。 研究结果显示,血管能够在支架上成功生长。此外,作者并且发现小鼠的血液中含有人肝蛋白,表明组织已成功地与循环系统整合,支架未被动物的免疫系统拒绝。进一步,作者在在患有酪氨酸血症的小鼠中测试肝组织支架的效果。酪氨酸血症是一种潜在致命的遗传疾病,其中肝脏中分解氨基酸酪氨酸的酶是有缺陷的,导致有毒代谢产物的积累。 研究结果表明,植入的肝组织能够帮助酪氨酸血症的小鼠分解酪氨酸。与接受空支架的对照组中的小鼠相比,移植有3D打印肝脏组织的小鼠体重减轻,血液中毒素积累较少,并且肝损伤迹象较少。 2.Nat Methods:突破!新技术通过干细胞快速有效生长出脑细胞 doi:10.1038/s41592-018-0103-2 近日来自瑞典隆德大学医学系等机构的研究人员发现人多功能干细胞表达转录因子SOX9和NFIB后,可以快速而有效地产生均质的诱导星形胶质细胞群体。相关研究成果于近日发表在《Nature Methods》上,题为“Rapid and efficient induction of functional astrocytes from human pluripotent stem cells”。 研究人员在实验中发现这些细胞展现出和成年人星形胶质细胞很相似的分子和功能性质,因此被认为适合用于相关疾病模型。 总体而言,该研究提供了一种在健康和疾病状态下研究人星形胶质细胞的新方法,为相关疾病研究带来了新希望。 3.Cell Stem Cell:一种关键的转录因子或能促进干细胞分化形成心血管系统和肌肉骨骼系统 doi:10.1016/j.stem.2018.07.001 在很多研究中,研究人员都想发现一种单一的转录因子来诱导中胚层的形成,中胚层是胚胎发育的早期阶段,如果没有来自其它细胞蛋白的帮助,研究人员或许就无法诱导中胚层的形成。近日,一项刊登在国际杂志Cell Stem Cell上的研究报告中,来自日本筑波大学的科学家们发表了一篇题为“Tbx6 Induces Nascent Mesoderm from Pluripotent Stem Cells and Temporally Controls Cardiac versus Somite Lineage Diversification”的研究报告,文章中,他们对50多种转录因子进行了筛选,最终发现名为Tbx6的转录因子或能在人工培养的干细胞中单独刺激中胚胎的形成,同时其还能促进干细胞转变成为心血管细胞或肌肉骨骼细胞。 研究者Masaki Ieda表示,我们都知道,在肌肉骨骼组织形成过程中Tbx6因子处于活性状态,Tbx6突变的小鼠能以肌肉骨骼组织为代价来生产异位神经管组织,但我们并不清楚在早期/新生中胚层和中胚层衍生物(包括心血管系统等)中Tbx6的表达和功能;随后研究人员通过研究很惊讶地发现,Tbx6在由诱导多能干细胞衍生的中胚层的形成过程中扮演着非常广泛的角色。 这项研究中,研究者发现,短暂产生的Tbx6能够促进产生心血管细胞的中胚层的形成,而且Tbx6的持续性表达会抑制形成心血管的中胚层,反而会促进产生肌肉骨骼细胞的中胚层组织的形成。研究者Ieda解释道,我们的研究揭示了早期Tbx6表达和心血管谱系分化之间的关联,而且本文研究结果或能改变当前科学家们对于机体发育过程中谱系分化的观点和看法;更重要的是,Tbx6在中胚层和心血管系统分化过程中的功能在低等动物和哺乳动物机体中是保守的,因此本文研究结果对于再生医学领域的相关研究具有非常广泛的应用意义。 4.BioRes:鉴定出维持干细胞多能性的关键性因子BRG1 doi:10.1089/biores.2013.0047 对成体细胞进行重编程让它们返回到一种未分化的多能性状态,为人们开发出新的细胞疗法奠定基础。这个领域的加快发展将依赖于鉴定出促进多能性的因子。在一项新的研究中,来自德国明斯特大学和马克斯-普朗克分子生物医学研究所的研究人员就鉴定出这样的一种被称作Brg1的蛋白因子。相关研究结果发表在BioResearch Open Access期刊上,论文标题为“BRG1 Is Required to Maintain Pluripotency of Murine Embryonic Stem Cells”。 图片来自BioResearch Open Access,doi:10.1089/biores.2013.0047。 在这项研究中,论文通信作者Nishant Singhal和同事们证实蛋白Brg1在调节参与维持胚胎干细胞多能性的一个基因网络内的部分基因中发挥着关键性作用。这个相同的基因网络是开发成体细胞重编程方法的靶标。 5.ACS Cent Sci:一种新型分子探针让癌症干细胞无处可逃 doi:10.1021/acscentsci.8b00313 在治疗原发性肿瘤后,癌症干细胞仍然可能潜伏在体内,作好转移到身体其他部位的准备并以更具侵袭性和抵抗治疗的形式导致癌症复发。在一项新的研究中,来自美国伊利诺伊大学香槟分校的研究人员开发出一种分子探针来找出这些难以捉摸的癌症干细胞并照亮它们,这样不仅能够在体外的细胞培养物中而且也能够在天然环境---身体---中鉴定、追踪和研究它们。他们描述了利用这种分子探针在多种人癌细胞系的体外培养物中和活小鼠体内鉴定出癌症干细胞的有效性。相关研究结果于2018年7月25日在线发表在ACS Central Science期刊上,论文标题为“Surveillance of Cancer Stem Cell Plasticity Using an Isoform-Selective Fluorescent Probe for Aldehyde Dehydrogenase 1A1”。 这种被称作AlDeSense的新型分子探针是一种小分子,可与癌细胞中的一种与干性(stemness)性质相关的酶---乙醛脱氢酶1A1(ALDH1A1)---相结合。仅当这种分子探针与ALDH1A1发生反应时,它会被激活,从而释放出荧光信号。癌症干细胞会产生高浓度的ALDH1A1。 在一系列实验中,Chan团队发现这种酶似乎是许多癌症类型中的一种干性标志物,这就表明AlDeSense可能广泛地应用于临床成像。当然,随着癌症干细胞的分化,这种标志物会消失掉。 6.Nat Methods:利用人多能性干细胞产生脊髓神经干细胞 doi:10.1038/s41592-018-0074-3 在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报道,他们利用人多能性干细胞(hPSC)成功地产生脊髓神经干细胞(NSC)。这些脊髓神经干细胞分化为不同的能够在整个脊髓中扩散的细胞群体,而且能够在很长的一段时间内加以维持。相关研究结果于2018年8月6日在线发表在Nature Methods期刊上,论文标题为“Generation and post-injury integration of human spinal cord neural stem cells”。论文通信作者为加州大学圣地亚哥分校转化神经科学研究所主任Mark Tuszynski博士。论文第一作者为加州大学圣地亚哥分校博士后学者Hiromi Kumamaru博士。 图片来自Mark Ellisman and Thomas Deerinck, National Center for Microscopy and Imaging Research, UC San Diego。 在这项新的研究中,在将体外培养的源自hPSC的脊髓神经干细胞移植到受损的大鼠脊髓中之后,这些研究人员注意到这些移植物富含兴奋性神经元,让大量的轴突长距离延伸,让它们形成的靶结构接受神经支配,并且能够实现强健的皮质脊髓再生。 Kumamaru说,“我们建立了一种规模可放大的人脊髓神经干细胞(包括所有脊髓神经元祖细胞类型)来源。在移植物中,这些细胞能够在从背侧到腹侧的整个脊髓中发现。在成年大鼠遭受脊髓损伤后,它们促进包括皮质脊髓轴突在内的再生。皮质脊髓轴突对人类自主运动功能是非常重要的,而在大鼠中,它们促进功能恢复。” 7.干细胞疗法有助于治疗克罗恩氏病? 新闻来源:Stem cell transplants to be used in treating Crohn's disease 根据最近的一项临床试验结果,利用干细胞移植的手段能够帮助克罗恩氏病患者重塑免疫系统。众所周知,上述疾病是一类十分痛苦的慢性肠道炎症,英国境内目前有至少11.5万人受到该疾病的困扰。 克罗恩氏病对引发消化道的长期炎症反应,从而导致长期的腹泻,腹部疼痛、极度疲劳以及其它显著影响生活质量的症状。目前针对上述疾病的疗法包括通过药物治疗降低炎症反应,但这种疗法效果并不稳定,往往还需要通过手术切除病变的部位。在极端的情况下,患者会在几年内经历很多次的手术。 利用干细胞移植的技术置换患者的免疫系统最近被发现能够成功治疗多发性硬化。而在这一试验中,作者希望了解能否通过相似的手段降低克罗恩氏病患者肠道的炎症反应。在这项试验中,患者接受了化疗以及激素疗法用于激活体内的干细胞,之后通过血液分离的方式得到。进一步的化疗用于清除体内的免疫系统。最后将干细胞回输患者体内。患者最终能够形成全新的免疫系统。 8.Cell Res:新研究挖掘干细胞在移植疗法中的应用 doi:10.1038/s41422-018-0072-0 最近,来自Stowers医学研究所的研究者们发现了一种能够从成体脐带血中分化形成造血干细胞的方法。这一方法能够更加方便特殊疾病,例如白血病、血液紊乱、免疫系统疾病以及癌症等的,除了少部分配型成功的骨髓移植以外的细胞移植治疗。 在这项发表在《Cell Research》杂志上的研究中,作者等人研究了一种参与调控多条造血干细胞自我更新通路的蛋白,该蛋白叫做Ythdf2.他们发现mRNA水平的特殊修饰能够帮助造血干细胞自我更新,而且能够促进mRNA的降解。 研究者们通过建立小鼠一船模型,发现该蛋白的缺失会提高转录因子的表达水平,进而促进干细胞的增殖。 9.Stem Cell Res & Ther:研究者有望利用干细胞移植来治疗囊性纤维化疾病 doi:10.1186/s13287-018-0911-4 近日,一项刊登在国际杂志Stem Cell Research & Therapy的研究报道中,来自阿德莱德大学的科学家们在囊性纤维化研究方面取得了重要研究进展,研究人员发现,促使遗传障碍的细胞或会被健康的细胞成功取代,相关研究或能帮助研究人员应用细胞移植疗法来治疗人类的免疫缺陷性疾病。 这项研究中,研究人员应用了干细胞移植技术,即从肺部囊性纤维化患者机体中提取成体干细胞并使之成熟,利用基因疗法对其进行纠正,随后在重新将这些细胞移植回患者体内发挥作用。这种新移植的成体干细胞能将其健康基因遗传给子代细胞,从而就能够提供一种持续的方法来利用健康细胞来补充气管,从而对抗囊性纤维化疾病的发生。 当研究人员对小鼠的气管进行研究时,他们成功检测了这种新型的移植手段,即在最初的研究中使用标记基因来代替校正的囊性纤维化基因,这些成功移植的关键就在于研究人员所开发的创新性方法,研究者首先消除了现有的表面细胞,随后开发出了引入新细胞所需要的空间。囊性纤维化疾病会影响患者的肺部和消化系统健康,其会制造粘液来严重损害患者的呼吸,并且增加患者胸腔感染的风险。 10.Nature:重磅!揭示导致慢性鼻窦炎的细胞元凶 doi:10.1038/s41586-018-0449-8 慢性鼻窦炎(chronic rhinosinusitis)不同于季节性过敏。它导致长达数月至数年的鼻窦发炎和肿胀,从而产生呼吸困难和其他症状,这会让患者感到痛苦。在某些人中,慢性鼻窦炎也会产生称为鼻息肉(nasal polyp)的组织生长物,而且当病情严重时,这种鼻息肉必须通过外科手术加以切除。 图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0449-8。 在一项新的研究中,通过对来自人类患者的数千个单细胞进行全基因组分析,来自美国麻省理工学院和布莱根妇女医院的研究人员在慢性鼻窦炎期间构建出人类屏障组织的首个全局细胞图谱。对这些数据的分析使得他们提出了一种可能解释着是什么维持着慢性鼻窦炎的新机制。相关研究结果于2018年8月22日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Allergic inflammatory memory in human respiratory epithelial progenitor cells”。 在这项最新的研究中,这些研究人员将这种技术应用于来自慢性鼻窦炎患者的上呼吸道细胞,并猜测这些上皮细胞内的不同基因表达模式可能揭示出为什么有些患者会产生鼻息肉,而其他的患者则不会产生鼻息肉。 这种分析揭示出来自产生和不产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者的基底上皮细胞(一种组织干细胞)中的基因表达存在着显著差异。在不产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者和健康人中,这些细胞通常形成平坦的覆盖着鼻腔内部的基底组织层。在产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者中,这些细胞开始堆积并形成较厚的组织层而不是分化成宿主防御所需的上皮细胞亚群。 数十年来,科学家们已通过组织学实验观察到这种类型的组织异常,但是这项新研究揭示出来自产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者的基底细胞已开启一种特定的基因表达程序,这解释了它们的分化轨迹受到沉默。这种程序似乎由IL-4和IL-13直接维持,其中已知IL-4和IL-13是在病理水平时过量产生的促进过敏性炎症产生的免疫应答细胞因子。 这些研究人员发现,这些基底细胞也保留了它们接触IL-4和IL-13的“记忆”:当他们移除非鼻息肉组织和鼻息肉组织中的基底细胞时,在相同的条件下培养它们一个月,然后让它们接触IL-4和IL-13,结果发现来自产生息肉的慢性鼻窦炎患者的未受刺激的基底细胞已表达许多在未产生息肉的慢性鼻窦炎患者中经诱导后表达的基因。在IL-4和IL-13响应性记忆信号中,其中就包括来自一种控制细胞分化的称为Wnt的细胞信号转导通路的基因。 这些研究结果提示出阻断IL-4和IL-13作用的努力可能是尝试治疗慢性鼻窦炎的一种好方法。针对这种假设,这些研究人员使用阻断这两种细胞因子的一种相同受体的抗体进行验证。这种抗体已被批准用于治疗湿疹,并且正在进一步测试它的其他用途。这些研究人员分析了从一名产生鼻息肉的慢性鼻窦炎患者在接受这种抗体治疗之前和之后获取的基底细胞中表达的基因。他们发现IL-4和IL-13激活的大多数基因(但不是全部基因)已恢复到正常的表达水平。这提示着阻断IL-4和IL-13有助于将基底细胞和分泌细胞恢复到一种更健康的状态,但是仍然存在着某种残留的遗传特征。(生物谷 Bioon.com)
  • 《梳理:牙齿间充质干细胞最新研究进展》

    • 来源专题:再生医学与健康研发动态监测
    • 编译者:malili
    • 发布时间:2017-11-08
    • 人牙齿干细胞(dental stem cells, DSC)可分为牙齿上皮干细胞(Dental epithelial stem cells)和牙齿间充质干细胞(Dental mesenchymal stem cells)两类。胚胎口腔上皮诱导牙形成(odontogenesis)。牙釉质是由牙齿成釉细胞(ameloblastst)形成的,而牙齿成釉细胞是由牙齿上皮干细胞产生的。在牙形成中发挥作用的细胞当中,牙齿上皮干细胞是唯一具有外胚层起源的细胞。牙齿上皮干细胞的来源是位于牙根尖上皮中的根尖蕾细胞(apical bud cells, ABC),它们导致牙釉质持续产生。除了具有外胚层起源的牙齿上皮干细胞之外,参与牙形成的所有干细胞具有间充质起源。 牙齿间充质干细胞包括牙髓干细胞(dental pulp stem cells, DPSC)、人脱落乳牙干细胞(stem cells of human exfoliated deciduous teeth, SHED)、牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells, PDLSC)、牙滤泡干细胞(dental follicle stem cells, DFSC)、牙根尖乳头干细胞(stem cells of the dental apical papilla, SCAP)。 小编针之前已对牙周膜干细胞、牙髓干细胞进行过梳理,这里对除牙周膜干细胞、牙髓干细胞和人脱落乳牙干细胞之外的牙齿间充质干细胞的最新研究进展进行一番梳理,以飨读者。 1.Nature:牙齿,意想不到的干细胞来源 doi:10.1038/nature13536 发育通常被认为是一条单行道。干细胞可生成一些细胞,它们会发育成为诸如组成神经系统的神经元和神经胶质细胞一类的特定细胞类型,但却不应该发生逆转。而现在研究人员发现,在一个非常令人惊讶的地方——牙齿内神经系统细胞转变为了干细胞。这一出人意料的干细胞来源有可能为科学家们提供一个新的起点,在不利用胚胎的情况下培育出满足治疗或研究需要的人类组织。研究小组将他们的成果发表在了7月27日的《自然》(Nature)杂志上。 过去研究人员知道牙齿中心柔软的“牙髓”中含有一个小间充质干细胞群,这类干细胞可以发育成为骨髓、骨骼和软骨。但却没有人能够确定这些干细胞来自何处。 瑞典卡罗林斯卡学院(Karolinska Institute)的发育生物学家 Igor Adameyko 认为,如果他能够追踪它们的发育,或许就能够在实验室重现这一过程,由此为培育出用于组织再生的干细胞提供一条新途径。 一些神经元蜿蜒经过口腔和牙龈,帮助将来自牙齿的痛感传递至大脑。神经胶质细胞围绕着这些神经元为它们提供支持。Adameyko 和同事们正在对神经胶质细胞展开研究。当他们将荧光标记加入小鼠的一组神经胶质细胞时,他们看到随着时间的推移,其中的一些细胞远离牙龈中的神经元,向着牙齿内部迁移,在那里它们转变为了间充质干细胞。最终,这些细胞发育成为了牙细胞。 Adameyko 说,在此之前,人们普遍认为神经系统细胞不能够回复到一种灵活的干细胞状态,因此看到这一过程在运转真是令人惊喜。“在这一研究领域中的许多人都认为……一种细胞类型不能切换至另一种细胞类型。但我们发现神经胶质细胞仍然保持了变为干细胞的能力。如果研究人员可以了解到牙髓中的哪些化学信号向神经胶质细胞发送信号,让其转变为了间充质细胞,他们就找到了一种在实验室培育干细胞的新途径。” 2.J Dent Res:科学家发现牙龈干细胞可有效抵御炎性疾病 doi:doi:10.1177/0022034513497961 -近日,一项来自南加州大学(University Of Southern California)研究者的最新研究结果显示,在口腔组织中发现的干细胞不仅可以转变成其它类型的细胞,而且可以减轻炎性疾病,相关研究刊登于国际杂志Journal of Dental Research上。 文章中所研究的细胞是牙龈间充质干细胞(GMSC),其是在齿龈或牙床组织中发现的;GMSC和其它干细胞一样,具有分化成为其它类型细胞的能力,同样也可以影响免疫系统。 研究者Songtao Shi说道,牙龈在机体中非常特殊,其通常会发生很少的炎性反应,而且其和皮肤相比愈合速度很快。此前研究者对于GMSC的起源和能力并没有研究清楚,这项研究首次揭示了两种不同类型的GMSC,其都是在胚胎发育中的中胚层产生的,来源于颅神经嵴细胞(N-GMSC),颅神经嵴细胞可以发育成为许多头部和面部的重要结构,而且90%的牙龈干细胞被证明都是来源于颅神经嵴细胞。 两种不同类型的干细胞能力会有巨大变化,N-GMSC不仅仅可以很容易转变成为其它类型的细胞,包括神经及软骨生成细胞;而且其也具有一定的炎性疾病愈合能力。当N-GMSC移植入携带有葡萄聚糖硫酸钠的小鼠机体中时(葡萄聚糖硫酸钠可诱发结肠炎),炎性就会明显降低。 3. 阿司匹林又双叒叕有新用途了! “神药”阿司匹林又双叒叕有新用途了!英国贝尔法斯特女王大学的研究者发现,阿司匹林能逆转蛀牙的影响,使补牙需求降低。 蛀牙是全球最常见的牙病。蛀牙给NHS造成巨大的财政负担,尤其是UK发病率最高的北爱尔兰。 蛀牙导致牙齿结构遭到破坏,形成空洞,之后牙神经发炎,造成牙疼。当前蛀牙的治疗包括补牙:牙医用不像天然牙齿结构的合成材料修复空洞,在牙齿的生命周期中可能需要替换很多次。 贝尔法斯特女王大学的研究者发现,阿司匹林能为蛀牙修复提供替代方法。9月7日的英国口腔和牙科研究协会年会介绍了此研究的发现。结果显示,阿司匹林能增强牙中干细胞的功能,从而通过再生失去的牙齿结构来帮助自身修复。 研究者联合基因组学和新型生物信息学,确定了阿司匹林作为拥有刺激已有牙齿中干细胞增强损坏的牙齿结构再生的特性的候选药物。低剂量阿司匹林治疗牙齿干细胞显着增加矿化和形成牙质(蛀牙常损坏的坚硬的牙齿结构)的基因表达。新发现联合阿司匹林已知的抗炎和镇痛功效,为控制牙神经发炎和疼痛的同时促进天然牙齿修复提供了独特的方法。 4.PLoS ONE:microRNA能够激活牙齿中的干细胞 doi:10.1371/journal.pone.0024536 不像我们自己的牙齿,小鼠的切牙是连续性生长的。就此而言,这种啮齿类动物就应感谢在它一生当中都持续存在的干细胞。这些干细胞产生丧失干细胞特征的细胞。这些细胞后代接着产生特化细胞---成釉质细胞( enamel-forming ameloblast)和成牙本质细胞(dentin-forming odontoblast)。在生命初期,人类拥有类似地促进牙齿发育的干细胞,但是在童年早期我们的成年牙齿完全形成之后,它们就失活了。 在一项新的研究中,美国加州大学旧金山分校Ophir Klein博士鉴定出产生位于小鼠切牙底部的成体干细胞独特性质的其他分子。相关研究结果发表在PLoS ONE期刊上。 Klein鉴定出的分子是一类称作为microRNAs的分子的独特性成员。在药物开发期间,microRNAs自然地有助于影响细胞命运。如今,研究人员正在探索这些小分子如何可能能够被用来操纵很多类型的细胞群体。这些microRNAs中的一些在不同组织中发挥着类似作用。在Klein与他的同事Andrew Jheon博士和Chunying Li博士发现的众多microRNAs当中,有一个microRNA能够激活牙齿中的干细胞,而且人们之前早已发现它还促进产生毛囊的干细胞激活。 Klein说,激活牙齿中干细胞分裂和自我更新的一些microRNA分子也在肠道中发挥类似作用,因为在肠道中,细胞很快地生长和死亡,位于肠道表面的细胞群体大约每隔5天就更新一次。 5.PLoS ONE:干细胞再生牙结构成功 doi:10.1371/journal.pone.0000079 牙疼不是病,疼起来真要命!最近由南加州大学牙研究员史松涛(Songtao Shi,音译)率领的多国研究小组,在恢复swine(一种动物)牙功能过程中,成功使牙根(tooth root)、牙周韧带(periodontal ligaments)再生,为千千万万牙病患者带来了福音。研究结果刊登于10月20日《PLoS ONE》。 史松涛与其同事从18-20岁生长的智齿(wisdom teeth)中提取干细胞,并将之培育为牙齿和韧带结构,帮助他们的迷你猪(mini-pig)恢复牙冠。最终得到的牙齿与天然的牙齿在结构和功能上都极为相似。 研究人员采集牙根尖apical papilla(乳头状凸起,生物通编者译)中负责牙根和牙周韧带发育的干细胞。史松涛曾经和美国国立卫生研究院Stan Gronthos合作,利用牙髓中的干细胞进行研究,但他发现新选择的干细胞更加高明:“apical papilla提供的干细胞更有利于牙结构再生。利用这种技术恢复的牙齿的强度虽然与天然牙齿的强度不完全相同,但这已经足够抵挡日常的磨损了。” 6.日本研究人员从牙胚中分离出干细胞 本研究人员最近从牙胚中分离出分化能力极强的间充质干细胞,并成功利用这种干细胞使大鼠骨组织和肝脏损伤得以再生和修复。 日本产业技术综合研究所2006年3月7日发表的新闻公报说,该所和大阪大学研究人员用特殊的蛋白质分解酶对牙齿矫正治疗中拔除的智齿牙胚进行了处理,结果分离出具有极强增殖和分化能力的间充质干细胞。他们随后使牙胚间充质干细胞增殖为细胞无性系,并在试管中成功诱导细胞无性系分化为骨细胞、肝细胞和神经细胞。 研究人员把牙胚间充质干细胞植入多孔陶瓷,并移植到患免疫缺陷的大鼠体内。6周后,取出的间充质干细胞和陶瓷复合体被一种特殊的染料染成粉红色,证实了有新生骨组织形成。 研究人员还对肝脏受损的免疫缺陷大鼠进行了实验,这种大鼠不能合成白蛋白。实验结果显示,给这种大鼠移植牙胚间充质干细胞后,它们能重新合成白蛋白。病理检查表明,与未移植间充质干细胞的大鼠相比,移植了间充质干细胞的大鼠肝脏损伤修复程度明显要高。 7.科学家尝试干细胞牙齿再生新方法 据俄《S&TRF》科学网站消息,喀山联邦大学“基因和干细胞技术”开放实验室的研究人员找到一种新方法,利用干细胞的再生能力,在实验室内再生了狗的缺失牙齿。采用的方法为:分离狗大网膜和皮下脂肪处的干细胞,将分离出的干细胞置于由生物相容性钛金属材料构造的多孔小球内,并将此小球置于实验狗缺失牙的牙床处。实验结果显示,干细胞开始生长并分化形成供血组织,经过一段时间后,在实验狗的缺失牙齿部位形成了牙组织。 利用干细胞技术进行牙齿再生的研究由来已久。近日,就有美国哈佛大学的科学家利用弱激光刺激实验老鼠暴露的牙齿结构及其下方的软组织,激活了一种叫做TGF-β的生长因子,从而刺激干细胞再生出牙本质;日本东京大学医学研究所的研究人员从狗的腭骨中取出牙胚,从牙胚中提取出干细胞并将其与胶原纤维一起培养之后,再植入狗的腭骨,经过20周以后,狗长出了完整牙齿;中国的科研人员将人尿液中的细胞诱导成多能干细胞,并将这些干细胞进一步诱导成上皮膜样结构,进而与小鼠的牙胚间充质细胞混合后,“种”在小鼠肾脏中。大约3周后,“种”出了一批大小为1立方毫米左右的“再生牙齿”。 8.Dev. Cell:发现牙齿干细胞标记物Sox2 doi: 10.1016/j.devcel.2012.05.012 在一项新研究中,来自芬兰赫尔辛基市生物技术研究所的Irma Thesleff教授领导的一个研究小组发现牙齿干细胞中的一个标记物。他们证实Sox2在小鼠门牙(front tooth)干细胞中特异性地表达。小鼠门牙在一生当中都不断地生长,而且这种生长是由位于牙齿根部的干细胞促进的。这些细胞提供一种极好的模型来研究牙齿干细胞。 研究人员开发出一种方法来记录牙齿干细胞的分裂、运动和分化。通过追踪基因标记的细胞,他们也证实Sox2阳性干细胞产生形成牙釉质的成釉细胞(ameloblast)和牙齿中其他细胞系。 尽管人牙齿不能持续性地生长,但是控制和调节牙齿生长的机制与小鼠牙齿相类似。因此,发现牙齿干细胞标记物Sox2是朝开发出完整的生物工程牙齿而迈出的重要一步。在未来,人们可能利用牙齿干细胞培育出新的牙齿来替换缺损的牙齿。 9.研究者使用干细胞制作新牙齿 研究者们目前已经找到通过使用成人牙龈细胞和老鼠臼齿附近细胞制作牙齿的方法。而此前,科学家们一直认为,只有通过胚胎细胞才能达到同样的目的。使用人体胚胎细胞无疑将戳中很多政策和道德问题的某点,因而,他们另辟蹊径了。 科学家从成人的牙龈上取下了一些干细胞,并将其置于实验室中培养,之后将其与从小鼠胚胎中提取出的间充质牙齿细胞(mescenchymal tooth cells)混合。一周后,他们将这团混合物移植到了活鼠肾旁的保护组织内,在那里,一些细胞最终长成了人齿和老鼠牙齿的混合产物,珐琅、象牙质一个也不缺。 这种发现也许总有一天会让医生不敢在医院中运用过多科学技术,不过这也是一个开始。实验的下一步是搞明白如何仅仅使用人体细胞造出牙齿,而不借助于小鼠细胞的帮助。不过,能长出“牙齿”就已经是一个进步了。 10.英科学家用干细胞成功培育牙齿 2004年11月,英国伦敦一所大学的头盖骨研究专家保尔-夏普教授成功地利用未成年实验鼠的干细胞培育出鼠牙,这一成果如成功运用在人身上,将解决目前牙病患者因佩带假牙而产生各种不适应症的问题。 夏普教授在《新科学家》杂志上发表文章称,他的下一步工作是将培育出的牙齿植入实验鼠的下颚。他相信,这些“干细胞牙”内部的神经和血液输送系统会与实验鼠的牙床“完美”结合。 据夏普教授介绍,牙齿由不同类型的组织构成,包括坚硬的牙质、珐琅质和牙髓等。其中,牙髓中含有可以用以生成牙齿主体部分的“成牙质干细胞”,但利用这种干细胞“制造”新牙绝非易事,因为在牙髓中上百万的细胞里,只有80个左右是干细胞。 尽管“干细胞牙”的研究工作尚处早期阶段,专家估计这一技术为人类服务至少还需要10年时间,但夏普教授对此充满信心,“我的目标就是按需要,为牙病患者制造他们自己的牙。” 11.发现牙齿干细胞 “假牙”有望变“真牙” 澳大利亚阿德莱德大学的科学家近日表示,他们在人类的牙齿中找到了干细胞。这些干细胞可以用来帮助牙齿自行修复破损部分,也可以在将来让牙齿掉光的老人长出新牙来。 阿德莱德大学的生物学家格罗恩索斯和他的研究小组是在儿童换下来的牙齿中找到干细胞的。 格罗恩索斯教授介绍,人的牙齿由不同的组织构成,包括釉质、牙质和牙髓等。其中牙髓中含有生成牙齿主体部分的“成牙质干细胞”,但利用这种干细胞“制造”新牙并非易事,因为在牙髓中的上百万个细胞里,只有80个左右是干细胞。他们计划将牙齿干细胞提取出来,储存在液态氮里,利用这种细胞修复破损或患病的牙齿。 在最近举行的一次医学研讨会上,格罗恩索斯与各国科学家就牙齿干细胞的临床医学应用进行了交流。他说:牙齿是一种非常复杂的器官,它与多种组织相连,试验这种干细胞的修复功能要花很多精力。 12.日本科学家用小鼠干细胞培育出牙齿 北京时间2011年7月15日消息,近期日本科学家发表了一篇论文,描述他们成功地通过小鼠的干细胞培养和移植培育出一颗新的牙齿。 为了培育新牙齿,来自东京理科大学的Takashi Tsuji和他的小组从小鼠的臼齿上提取了两种不同的干细胞。随后他让这些干细胞在实验室中生长。而为了控制这些干细胞的生长过程,如其形状和长度,这些干细胞被放入了一个特制的模具中。 等到这些干细胞长成一个牙齿大小,研究人员便将其植入一只一个月大的小鼠口中。经过大约40天,这颗移植的牙齿便和小鼠的口腔骨骼系统和其他组织完好的愈合在一起。科学家们还能探测到这颗新牙齿内部神经系统的发育。这只接受移植手术的小鼠能够使用这颗人工培育的牙齿进食和咀嚼,和其他小鼠没有任何区别。 Tsuji希望他的这项研究将有助于开发利用患者自身干细胞培育牙齿并帮助牙齿损伤患者康复的努力。目前医学界尚没有能力在人体外独立培育三维人体器官。而此次东京理科大学的研究将有望成为打开局面的第一步。 13.日本首次用牙齿干细胞成功生成狗的完整牙齿 2003年12月,日本专家近日通过动物实验,首次用牙齿干细胞成功生成狗的完整牙齿,这一成果若用于再生医疗领域,有可能大大提高老年人的生活质量。 据日本《读卖新闻》14日报道,东京大学医学研究所上田实教授等人从狗的腭骨中取出牙胚,然后又从牙胚中成功提取了干细胞。他们将干细胞和胶原纤维一起培养之后,再植入狗的腭骨。经过20周以后,狗长出有釉质、象牙质、齿髓等组织的完整牙齿,经过检查确认,牙齿内部还存在血管和神经。 东京大学教授、日本炎症—再生医学学会会长中畑龙俊说,牙齿内存在干细胞,这一点已经广为人知。提取这类干细胞,经过培养之后再植入动物腭骨生成完整牙齿,这一技术若用于再生医疗,将给人类带来福音。 14.J Dent Res:诱导牙滤泡上皮细胞向唾液腺样细胞分化 doi:10.1177/002203451771114 大多数牙滤泡(DF)的出现都与牙齿未萌出有关,它是在牙齿发育早期包裹牙胚的外胚层细胞凝聚。在这篇研究中,研究者的目的是为了从人的DF中分离出上皮干细胞样细胞,并探讨其向唾液腺(SG)细胞分化的潜能。 研究者发现,在人DF组织的上皮成分中存在干细胞相关基因的表达,并且这些上皮组细胞能够从组织中分离出来,并且在体外培养和扩增。结果显示,来源于人DF的上皮细胞呈球面形态,具有克隆能力,同时也表达一组上皮干细胞相关基因。因此,可以认为来源于人DF的上皮细胞(hDF-EpiSCs)具有一定的干细胞干性。在体外三维立体培养诱导条件下,hDF-EpiSCs能够分化为SG腺泡细胞和SG导管细胞。不仅如此,将hDF-EpiSCs负载到天然去细胞的大鼠腮腺支架材料中,并移植至裸鼠肾被膜,可以观察到移植后的hDF-EpiSCs可以分化为唾液腺样细胞。 结论:这些结果表明,hDF-EpiSCs可能有希望成为上皮干细胞的来源,以此促进以干细胞为基础疗法的发展或者成为生物工程SG组织来修复/再生SG的功能障碍。