干细胞的全能潜力,即变成任何类型细胞的能力,使其在修复全身患病或受损组织方面极具前景,同时也使科学家难以控制它们。但是,几项突破代表着在理解和驾驭细胞固有的“干性”这一难以捉摸的特性方面迈出了重大步伐。
京都大学的山中伸弥通过激活仅四个基因,将普通的鼠标皮肤细胞转化为具有胚胎干细胞 (ESC) 大部分特征的细胞,他最近展示了一种更精确的分离“重编程”为 ESC 样状态的细胞的方法,并且其他几个实验室已经复制了他的结果。
诱导培养的 ESC 朝相反方向发展——变成皮肤细胞或其他类型的组织——是一个棘手的过程,涉及到细胞自身的基因活动以及来自周围环境的信号。加州大学伯克利分校的杨培东和旧金山格莱斯顿心血管疾病研究所的布鲁斯·R·康克林展示了一种传递这些外部信号的新方法,即通过在嵌入纳米级硅线的 ESC 中生长。杨和康克林设想这项技术可用于通过纳米线传输的电脉冲或化学物质来引导干细胞分化成特定组织类型。
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当一些研究人员致力于控制 ESC 的分化时,另一些研究人员则专注于找出是什么使成体干细胞保持未分化状态。哈佛医学院的弗兰克·D·麦基翁去年表明,单个基因p63的活性是细胞保持干性的关键,至少在包括皮肤、前列腺、乳腺和胸腺等多种组织的上皮细胞类型中是如此。
对于想要探究成体干细胞与健康和疾病关系的 investigadores 来说,成体干细胞并不短缺,但对于通常必须首先从难以获得的卵子中创造胚胎的 ESC 科学家来说,情况并非如此。一种回收不健康的受精卵胚胎(没有其他可行用途)的技术有望成为 ESC 研究的来源。哈佛干细胞研究所的凯文·埃根和他的团队使用了具有额外染色体组的异常胚胎——这可能在体外胚胎创造过程中自然发生,当两个精子使一个卵子受精时——作为珍贵卵子的替代品。他们发现,当染色体被移除并引入新的遗传物质时,由此产生的胚胎成功发育的频率与由卵子制成的胚胎大致相同,并且产生的干细胞显然是正常的。