按需制造干细胞

将肌肉转化为骨骼,再生器官可能是在“去分化”研究中的成果

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一种简单蝾螈能做什么而人类正在努力学习?这种小小的两栖动物可以通过将正常的、已分化的体细胞——骨骼、皮肤、肌肉等等——使其时间倒流至未分化的干细胞状态,从而再生整个被切断的肢体或整个器官。蝾螈在受伤部位产生这些即时干细胞,然后立即开始重建缺失的身体部位。

相比之下,一旦哺乳动物的细胞走上了成为骨骼、皮肤或脑细胞的道路,通常就无法回头了。它们被认为是终末分化的。但是,如果人类能够撤销分化,医生可能就不必在体内寻找稀有且难以捉摸的干细胞,或者试图迫使干细胞从一种组织再生另一种类型的组织。相反,一个普通的胰腺细胞可能会转化为1型糖尿病中丢失的胰岛素产生细胞的祖细胞。正常的神经细胞可以成为大脑或脊髓修复的神经元工厂。

对这种方法的调查才刚刚开始,但早期的结果既令人鼓舞又引人入胜。哈佛医学院的马克·基廷和他的同事在2001年首次表明,通过使用来自再生蝾螈肢体的提取物使小鼠肌肉细胞退化,哺乳动物的去分化可能是可行的。他们认为这种逆转是由于提取物中的蛋白质开启了细胞中的一个或多个基因。


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去年,斯克里普斯研究所的一个小组也报告了去分化小鼠肌肉,然后将细胞转化为骨骼或脂肪。他们使用了一种通过反复试验发现的小分子化学物质,并将其命名为 reversine,但他们目前尚不确定它是如何起作用的。

其他人正在研究干细胞通常在体内居住的自然环境或微环境,以弄清哪些环境信号可能会告诉干细胞该做什么以及何时做。华盛顿卡内基研究所的艾伦·斯普拉德林和户岛佳惠利用这种信息来控制通常产生雌性卵子的果蝇干细胞。通过操纵微环境信号,他们可以使干细胞分化,然后再次去分化。

这些类型的结果助长了这样一种猜测,即这种环境信号可能对于创建和维持干细胞的干性至关重要。正如以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的 Dov Zipori 在最近的一篇综述文章中所说的那样,一个干细胞可能最终不是一个实体,而是一种状态——任何细胞都可以在正确的条件下进入这种状态。

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