Cell Stem Cell:线粒体DNA突变潜藏于人诱导性多能干细胞中

正在一项新的研究中,美国俄勒冈健康与科学大学(OHSU)胚胎细胞与基因治疗中心主任Shoukhrat Mitalipov博士及其研究团队首次证实一个存在已久的假设:当变老时,基因突变积累在人们的线粒体(即细胞能量工厂)中。研究人员发现作为一类对病人的皮肤细胞或血细胞进行重编程而产生的干细胞,诱导性多能干细胞(iPS细胞)含有存在缺陷的线粒体DNA。相关研究结果在线发表在Cell Stem Cell期刊上。     

研究揭示线粒体基因缺陷改造新策略

<正>最近,一项研究称,线粒体mtDNA突变可以通过遗传获得的方式来纠正,正常代谢功能可以通过多能干细胞来恢复。利用线粒体DNA突变患者皮肤中的成纤维细胞,通过细胞因子介导的重编程(iPS细胞)和体细胞核转移(SCNT)这两种方法,科学家可以获得相关的多能干细胞,最后可以恢复这些细胞线粒体的正常代谢功能。这种针对携带线粒体突变细胞,得到多能干细胞或者诱导多能干细胞的方法,有望用于针对下一代的基因改造,使得女性患者的后代免遭这种线粒体突变带来的疾病的困扰。     

Cell Stem Cell发表原始多潜能干细胞的最新研究成果

<正>2014年10月2日,Cell Stem Cell刊登了北京大学生命科学学院邓宏魁研究组最新研究成果。该研究在世界上首次成功将恒河猴皮肤细胞诱导成为了"原始多潜能干细胞",是干细胞领域的一项重要突破。北京大学生命科学学院邓宏魁研究团队早在2009年在国际上首次建立传统的恒河猴诱导多能干细胞(iPS细胞),在这个研究基础上,他们发现一些关键信号通路的调控因子,将恒河猴的传统     

干细胞多能性与线粒体融合分裂调控关系的研究

近年来,随着再生医学的迅猛发展,干细胞作为一类具有多向分化潜能的细胞群体,在细胞治疗领域占据重要地位。但是,干细胞在体外富集培养的过程中容易发生自我分化,满足不了临床治疗的需要,因而在前期体外培养的环境中维持干细胞的多能性显得至关重要。研究表明,线粒体作为细胞的能量工厂,不仅源源不断地为细胞提供新陈代谢所需的能量,也参与干细胞多能性的调节过程。鉴于线粒体融合分裂是维持线粒体正常形态、功能的基础,本文将结合现阶段国内外对于干细胞多能性的研究进展,着重阐述线粒体融合分裂对干细胞多能性的调节。     

Cell Rep:科学家成功将干细胞转化成为用于产生骨骼肌等组织的前体细胞

正近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自加州大学洛杉矶分校的研究人员通过研究发现,将参与机体发育的信号分子(特殊蛋白)同人类干细胞进行合适混合就能够诱导人类干细胞成为体节样(somites)的细胞,在发育的胚胎中,这些体节细胞就能够产生骨骼肌、骨质组织以及软骨组织;在实验室中,这些在培养皿中生长的体节细胞就有潜力生长成为上述类型的细胞。     

Cell Rep:研究揭示维持多能性干细胞身份的一种重要机制

正在一项新的研究中,来自美国威尔康奈尔医学院的研究人员发现干细胞在细胞分裂后利用它们的基因上的一系列蛋白"标签"保持它们的身份。这一结果可能有助进一步理解癌症等某些疾病如何产生,并且可能在抵抗疾病中发挥着广泛的临床影响。相关研究结果发表在Cell Reports期刊上。多能性干细胞(PSC)能够转化为体内的任何一种类型的细胞。每个干细胞变成何种类型的细胞是由多种蛋白调节的一种受到严格控制的系统决定着的。当每个干细胞进行有丝分裂时,所产生的每个所谓的子细胞应当与它的起源细胞具有相同的细胞类型。但是在有丝分裂期间,这种     

胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中能量代谢变化的研究

本文通过定向诱导人胚胎干细胞分化为心肌细胞,对分化过程中胚胎干细胞、心肌祖细胞和心肌细胞糖酵解能力和线粒体氧化磷酸化能力进行实时定量检测,旨在探索分化过程中细胞能量代谢表型的转换机制.用GSK3抑制剂CHIR99021和Wnt信号通路小分子抑制剂IWP2的方法定向分化人胚胎干细胞为心肌祖细胞和心肌细胞;细胞免疫荧光检测人胚胎干细胞标志物,流式细胞术检测人心肌祖细胞和心肌细胞标志物;应用细胞外流量分析(extracellular flux analysis)方法检测人胚胎干细胞、心肌祖细胞和心肌细胞能量代谢情况.研究发现,人胚胎干细胞干性保持稳定,均表达Nanog、OCT4、SOX2细胞标志物;在向心肌分化过程中,第7 d心肌祖细胞标志物Isl1表达99%以上,分化第14 d心肌细胞标志物cTnT表达83%以上;人胚胎干细胞糖酵解代谢能力最强,心肌细胞线粒体功能最强,心肌祖细胞处于两种代谢方式的过度阶段.因此推断,在人胚胎干细胞向心肌细胞分化的过程中,细胞糖酵解能力逐渐减弱,线粒体氧化磷酸化能力逐渐增强,细胞的能量代谢类型发生转变.本研究旨在优化人胚胎干细胞定向分化为心肌细胞的方法,揭示...     

线粒体代谢与干细胞的命运决定

线粒体在真核细胞多种生物学过程中扮演重要角色,如能量产生、钙平衡、细胞内物质代谢、活性氧产生、细胞信号传导和凋亡等。线粒体的高度动态性,如生物发生、动态融合、分裂和退化等代谢特征与细胞种类、组织的需求密切相关。干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。目前研究表明,线粒体的代谢与干细胞发育、命运决定紧密相关。本文综述干细胞干性维持及定向分化过程中,线粒体代谢改变与线粒体形态、结构和功能变化。     

SDF-1α通过PI3K/Akt和ERK1/2信号通路抑制缺氧和无血清诱导的骨髓基质干细胞凋亡

骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)被认为是能够使梗死心肌再生并恢复受损心功能的有前途的细胞源之一。但是其在梗死部位的低存活率极大地限制了它的临床应用前景。有报道显示基质细胞源性因子-1α(stromal cell derived factor-1α,SDF-1α)能够抑制如内皮前体细胞、胚胎干细胞等的凋亡。但是目前对于SDF-1α能否抑制缺氧和无血清诱导的骨髓基质干细胞的凋亡及其具体机制尚不清楚。本研究中,我们证实,SDF-1α在0.5～2.0μg/m1的浓度时能够通过线粒体通路有效地抑制缺氧和无血清诱导的干细胞的凋亡。SDF-1α抑制线粒体膜电位的升高、抑制细胞色素c从线粒体释放到胞浆,以及降低caspase 3的活性。我们进一步的研究发现PI3K抑制剂Wortmannin和ERK1/2抑制剂U0126能抵消SDF-1α对于线粒体通路的作用。结果显示SDF-1α抑制缺氧和无血清诱导的干细胞凋亡是通过PI3K/Akt和ERK1/2信号通路实现的。同时也提示SDF-1α所介导的这种抗凋亡作用对于细胞移植也将是有益的。     

荧光定量PCR精确检测人胚胎干细胞线粒体DNA拷贝数方法的建立

建立一种精确定量人胚胎干细胞线粒体DNA拷贝数的方法。构建包含线粒体DNANDl和核单拷贝基β-globin基因序列的重组质粒作为标准品;收集无饲养层培养体系下人胚胎干细胞DNA样本,结合2个单独的Taqman探针实时荧光定量PCR对待测样本中线粒体NDl和核β-globin基因分别进行定量,从而对人胚胎干细胞线粒体DNA的含量进行了精确定量。结果提示,人胚胎干细胞线粒体DNA的平均拷贝数／细胞为1321±228。研究表明,该技术可对人胚胎干细胞线粒体DNA拷贝数进行准确的测定,为研究培养条件对人胚胎干细胞线粒体DNA拷贝数的影响及优化体外培养条件奠定了基础。     

Cell:维生素A缺乏有害于造血干细胞

正身体缺乏维生素A对骨髓中的造血干细胞产生有害的影响。如今,在一项新的研究中,来自德国癌症研究中心(DKFZ)和海德堡干细胞研究与实验医学研究所(HI-STEM)的研究人员报道,这种缺乏导致重要的造血干细胞丢失。这一发现为癌症治疗打开新的局面。相关研究结果在线发表在Cell期刊上,论文标题为"Vitamin A-Retinoic Acid Signaling Regulates     

Cell子刊:研究利用CRISPR编辑干细胞抵抗关节炎

正在一项新的研究中,研究人员利用新的基因编辑技术改造小鼠干细胞,使得它们能够抵抗关节炎和其他的慢性疾病导致的炎症。这些经过改造的干细胞,被称作SMART细胞(Stem cells Modified for Autonomous Regenerative Therapy,干细胞经修饰用于自主再生疗法),产生制造一种抗炎性生物制剂药物的软骨细胞。在理想情况下,这些软骨细胞将替换关节炎性软骨,同时保护     

Cell:维生素A缺乏有害于造血干细胞

正身体缺乏维生素A对骨髓中的造血干细胞产生有害的影响。如今,在一项新的研究中,来自德国癌症研究中心(DKFZ)和海德堡干细胞研究与实验医学研究所(HI-STEM)的研究人员报道,这种缺乏导致重要的造血干细胞丢失。这一发现为癌症治疗打开新的局面。相关研究结果在线发表在Cell期刊上,论文标题为"Vitamin A-Retinoic Acid Signaling Regulates Hematopoietic Stem Cell Dormancy"。     

间充质干细胞线粒体转移机制的研究进展

线粒体是真核生物母系遗传的多功能细胞器,不仅参与细胞能量代谢的调节,而且参与应激细胞的存活和命运决定。线粒体转移是间充质干细胞参与组织损伤修复和伤口愈合的重要机制之一。线粒体转移的途径有很多种,主要包括隧道纳米管、间隙连接通道、微泡、细胞融合以及胞吞作用等。多条信号传导通路可诱导隧道纳米管的形成,使线粒体从一个细胞转移到另一个细胞。多种应激信号,例如受损线粒体、线粒体DNA或线粒体其它产物的释放以及活性氧水平的升高等,都能引发线粒体从间充质干细胞转移到受体细胞。该文介绍线粒体从间充质干细胞转移到邻近应激细胞的现象,并讨论线粒体转移的可能机制及其在组织损伤等疾病治疗中的作用。     

细胞重编程中的线粒体自噬

线粒体为细胞生命活动提供主要的能量来源,其线粒体DNA可以复制传递自身的遗传物质。线粒体能自我更新以替代受损或者衰老的线粒体。线粒体自噬是一种通过自噬方式选择性清除受损或不需要的线粒体的过程。在已分化的细胞和具有多潜能性的早期胚胎或干细胞中,线粒体的形态、分布和代谢方式均不同。现综述了线粒体在早期着床前胚胎、多潜能干细胞和核移植胚胎中的变化,重点讨论了线粒体自噬在早期胚胎发育和体细胞重编程中的作用。     

灵长类原始态多能干细胞的研究与挑战

啮齿类和传统的灵长类多能干细胞(pluripotent stem cells,PSCs)在很多方面表现出不同的属性.根据发育阶段、克隆形态、信号依赖、线粒体代谢、嵌合能力、基因表达以及表观遗传等差异,哺乳动物干细胞多能性被分为原始态(Naive)和始发态(Primed)两种状态.啮齿类PSCs表现为Naive特性,而小鼠外胚层干细胞(epiblast stem cells,Epi SCs)和传统的灵长类PSCs表现为Primed特性.体外是否存在灵长类Naive PSCs是当前干细胞研究的一个关键性科学问题,开展非人灵长类PSCs的研究对于解决该问题起到至关重要的作用.最近几项研究通过各自的方法获得了不同的灵长类Naive-like PSCs,这些细胞在很多方面表现出类似于啮齿类PSCs的Naive特性.本文分析了啮齿类和灵长类胚胎发育差异性产生不同PSCs的可能机制,总结了本研究组和其他研究小组在灵长类干细胞多能性方面的研究进展以及原始态(Naive)和始发态(Primed)PSCs自我更新的调控机制差异最后,对灵长类干细胞多能性研究存在的问题进行了分析,对将来的研究重点进行了展望.     

干细胞的异常分化与肿瘤发生

干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体。越来越多的研究表明,干细胞异常分化可导致肿瘤。并且在肿瘤组织中存在部分细胞,它们具有干细胞的多种特性,被称为肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC)。肿瘤干细胞理论的提出,为肿瘤的治疗与研究提供了新的方向。本文综述了正常干细胞异常分化、肿瘤干细胞的存在和特性、肿瘤干细胞靶向治疗的前景及所面临的问题等方面的研究进展。     

干细胞技术用于眼疾患者大有希望

干细胞 (ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ)是机体组织保留的一部分未分化的原始细胞 ,有“万能细胞”之称。按其分化潜能可分为胚胎干细胞和非胚胎干细胞 ,前者表现其全能性 (细胞能发育成任何类型细胞或组织的特性 ,最终能分化形成独立个体 ) ,后者表现其多能性和专能性 ,但不具全能性。这二者在临床医学上均有着潜在的应用前景。加拿大多伦多大学研究人员发现人视网膜中有干细胞的存在。过去认为人的眼球发育在胚胎阶段完成 ,在人的视网膜中不再有干细胞存在 ,人眼球一旦受损伤 ,不能自行修复。后来研究者发现 ,人、牛、鼠的视网膜中都有干细胞的存在 …     

Cell Stem Cell:研究开发出在体外长期培养成体干细胞的方法

正在一项新的研究中,来自美国麻省总医院(MGH)等机构的研究人员开发出的一种新方法可能引发成体干细胞培养领域变革。研究人员描述了获得来自在日常治疗肺部疾病期间收集的各种组织样品中的气道干细胞(airway stem cell),并对它们进行增殖。这种方法似乎也可用于几种其他的组织,如皮肤、胃肠道内壁和生殖道。相关研究结果在线发表在Cell Stem Cell期刊上。     

美研究显示肿瘤与干细胞线粒体代谢有关

美国国家心肺和血液研究所的托伦&#183;芬克尔及其同事近期揭示了干细胞与其能量供给者——线粒体之间未知的关系：干细胞的效力与线粒体的新陈代谢速率息息相关，干细胞内的线粒体越有活力，该细胞就越容易分化，并有可能形成肿瘤。此项发现可为从干细胞群中提取优质干细胞并用于治疗奠定基础，也可使人类对干细胞在癌症中扮演的重要角色有更深入的了解。