生物通報道:人類多能干細胞 (hPSCs)是目前生物學領域最引人注目的話題之一,其原因在于hPSCs可通過改善機體再生能力,為治療許多疾病提供了一個潛在的途徑。此外,hPSCs系統也適用于藥物篩選和毒性測試。
通過hPSCs構建神經發育模型,為分析神經早期發育,病理進程和治療方法開辟了一個新的通道,在最新一期(11月3日)的Cell Stem Cell雜志上,威斯康星大學麥迪遜分校Waisman中心的張素春(Su-Chun Zhang)教授發表綜述,介紹了來源自人類多能干細胞的特化神經細胞。
他指出,hPSCs來源的功能性特化神經細胞亞型具有根據動物實驗得來的發育基本規律,操控這些規律能獲得高度富集的神經類型(類似于大腦中的功能屬性)。并且利用這些亞型,能進一步快速發育成成熟神經,以及隨著環路整合發生的衰退,從而幫助科學家們了解疾病和細胞治療中hPSCs的潛力。
今年4月,張教授等人就這樣構建出了兩種相關的細胞類型,目的在于顯示小鼠帕金森癥狀何時減輕的行為測試,證實了“上調”和“下調”開關如預期那樣起作用。
這些細胞類型被用于檢測設計藥物時,一種類型的細胞提高了多巴胺生成;另一種則終止了多巴胺生成。他表示“在工程細胞移植到小鼠大腦中后,我們可以采用只對表達設計受體的細胞起作用的設計藥物,開啟或關閉,上調或下調它們。這種藥物不會影響任何的宿主細胞因為它們沒有這種專門的受體。這是一個非常干凈的系統。”
這項研究第一次表明采用人類干細胞移植,可以遠程調控移植細胞的功能,且功能是可逆的。如果你拿走藥物,它就會恢復原狀。
張素春教授是著名的WiCell研究所創始人之一。他的實驗室主要研究胚胎干細胞(尤其是人胚胎干細胞)的神經分化,是該領域做的最好的實驗室。他的貢獻包括曾在國際上首次將人胚胎干細胞分化成神經前體細胞,將胚胎干細胞分化成各種類型神經元及膠質細胞,研究關鍵基因(如Pax6等)在神經系統發育中的作用等。
2013年5月,威斯康星大學的張素春研究小組,繞過稱作誘導多能干細胞(iPSC)的多能階段,將來自人體和猴子的皮膚細胞直接轉變成了一種神經祖細胞,這種祖細胞能夠形成各種神經系統細胞。這一成果發表在5月2日的《Cell Reports》雜志上(張素春教授Cell子刊干細胞轉分化研究新突破 )。
作者簡介:
張素春
男,1963年出生,博士,教授,博士生導師。現為長江特聘教授。1984年畢業于溫州醫學院,1989年于上海醫科大學獲人體解剖學碩士學位。1999年于加拿大薩斯卡奇溫(University of Saskatchewan)大學醫學院就讀細胞生物學系,獲博士學位。1996年至1999 年任職于美國威斯康新(University of Wisconsin)大學獸醫學院醫學系神經再生研究室博士后。2006年3月至今任復旦大學上海醫學院解剖和組織胚胎學系教授,生物醫學研究院PI,長江特聘教授。
科研成果
1987年獲中國科學院(上海)青年優秀論文比賽二等獎(題目:中樞神經髓鞘形成的研究)。1991年被評為上海醫科大學優秀教師。1991年獲上海市科學技術完成獎(題目:中樞神經髓鞘形成,脫髓鞘,和髓鞘再生的研究)。1992 年獲上海市科學技術進步二等獎(題目:中樞神經髓鞘形成,脫髓鞘,和髓鞘再生的研究)。1993 年獲國家科學技術完成獎(題目:中樞神經髓鞘形成, 脫髓鞘,和髓鞘再生的研究)1995 年為International Journal of Developmental Neuroscience特邀編輯。2002 年獲美國邁迪遜市(Madison)最佳科學家獎。2005 年為美國國會關于干細胞研究聽證會證人。2006 年主編Human Embryonic Stem Cells。2007 年Panelist, NIH Blueprint on Neuroscience Research Workshop. 2008 年Consultant to F.D.A. on Biologics Evaluation and Research、 Royan International Award for Stem Cell Research. 研究方向:胚胎干細胞。
血腦屏障是分隔血液循環與中樞神經系統的核心功能界面,其結構與功能的完整性是維持大腦內環境穩態的重要基礎。血腦屏障發育異常與多種重大神經系統疾病的發生發展密切相關,但人類血腦屏障在胚胎期的建立過程、核心......
在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目資助下,中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員潘光錦團隊系統揭示了N6腺苷甲基化(m6A)甲基轉移酶復合物METTL3/METTL14調控人神經細胞命運特化......
最新一期《自然·通訊》雜志上發表了一項具有里程碑意義的成果:科學家利用單細胞生物的遺傳基因創造出一種多能干細胞,并使這些干細胞完全發育成小鼠,成功重寫了“生命劇本”。這項研究揭示了人類與單細胞生物共享......
成為母親在生理和心理層面上都是一個變革性的事件。懷孕時,荷爾蒙充斥身體,引起生理和行為變化。英國弗朗西斯·克里克研究所對小鼠的研究表明,雌二醇和孕酮這兩種妊娠荷爾蒙通過附著在大腦中的受體上,重塑了大腦......
近日,《科學進展》(AdvancedScience)在線發表了中國科學院上海營養與健康研究所楊黃恬研究組與同濟大學附屬東方醫院高崚研究組合作發表的研究論文(hESC-DerivedEpicardial......
多能干細胞具有發育的全能性,可在體外分化為各類組織和細胞,頗具應用前景:可作為再生醫學中的重要種子細胞,可在藥物研究中篩選臨床治療藥物,還可在體外模擬發育的過程。由于發育地位特殊,多能干細胞基因組具高......
研究表明,某些負責色覺的神經細胞回路是人類獨有的。色覺領域的研究發現了新的證據,表明與猴子相比,人類有能力檢測更廣泛的藍色色調。據研究人員稱,"在人類視網膜中發現的獨特連接可能表明最近的進化......
多能干細胞(Pluripotentstemcells,PSCs)因其在體外具有無限增殖和分化為不同類型細胞的潛能,在再生醫學領域中具有廣泛應用前景,也成為目前臨床上最具潛能的成藥細胞。PSCs制備過程......
自2006年山中伸彌等發現了將體細胞誘導為多能干細胞的奧秘后,越來越多研究者的目光聚集到了這一領域。人們相信誘導多能干細胞(iPSC)可被用于廣泛的體外研究,甚至用于更加精準的定制化細胞療法中。不過,......
在小鼠中,只有來自2細胞胚胎的受精卵和卵裂球才是真正的全能干細胞(TotiSCs),它們能夠在胚胎和胚胎外組織中產生所有分化的細胞并形成一個完整的有機體。然而,在沒有生殖細胞的情況下,是否以及如何在體......