干细胞有望治疗很多疾病。在三项新的研究中,研究人员分别发现移植神经干细胞有望治疗胃肠动力障碍、揭示产生造血干细胞的一种调节通路从而有望大量产生造血干细胞以便治疗白血病等疾病、来自骨髓或脂肪的干细胞有助于治疗中风患者。
正常的消化系统发挥功能需要肠道壁中的肌肉协调性收缩,而这种收缩受到肠道神经系统(enteric nervous system)的调节。这些神经元受损或丢失能够导致肠动力障碍(intestinal motility disorder),如目前还不能有效治疗的先天性巨结肠症(Hirschsprung's disease)。原则上,肠道神经系统应当能够通过细胞疗法加以治疗,但是在此之前,人们并不知道移植干细胞是否能够迁移到肠道中的合适位点,然后变成使得肠道接受神经支配的神经元。
在第一项新的研究中,来自澳大利亚墨尔本大学的Heather Young和同事们从小鼠体内分离出神经干细胞,并培养它们以便促进神经前体细胞产生,然后将这些前体细胞移植到受者小鼠结肠中的肌肉内。相关研究结果于2013年2月1日发表在Journal of Clinical Investigation期刊上,论文标题为Transplanted progenitors generate functional enteric neurons in the postnatal colon。
在这项研究中,Young和同事们发现这些前体细胞能够从移植位点迁移出去,并且产生神经元,从而对肠道中调节迁移的部分提供刺激。
这些研究发现提示着移植神经干细胞有望治疗胃肠动力障碍。
在第二项新的研究中,来自西班牙马尔医学研究所医院(Hospital del Mar Medical Research Institute, IMIM)的研究人员解密一种使得生产造血干细胞成为可能的基因调节通路。这一发现将在未来生产这些细胞中发挥着至关重要的作用,从而也有助于治疗患有白血病或其他需要接受移植的疾病的病人。相关研究结果于2012年12月24日发表在Journal of Experimental Medicine期刊上,论文标题为Hes repressors are essential regulators of hematopoietic stem cell development downstream of Notch signaling。
在生产干细胞的过程中,很多分子信号通过基因调节通路介入。这些分子信号在某个时刻被激活,并在一种特定时间期间保持活性。当这些分子信号被关闭之后,这些干细胞就能够分化。马尔医学研究所医院干细胞与癌症研究小组协调者Anna Bigas解释道,“我们发现参与大多数组织发育的Notch蛋白负责激活基因GATA2,其中基因GATA2是产生造血干细胞所必需的。与此同时,它诱导它的阻遏物(repressor)HES-1表达。”研究人员也证实这种调节通路允许GATA2有限产生,这是产生造血干细胞所必需的。
在这项研究中,研究人员鉴定出调节小鼠胚胎造血干细胞基因GATA2的机制。另一方面,他们鉴定出调节这种基因的DNA序列,即Notch蛋白和阻遏物HES-1结合的基因GATA2序列。在这些序列中引入几个突变之后,他们观察到如果Notch蛋白不结合基因GATA 2的话,那么这个基因就不会被激活,然而如果阻遏物HES-1不结合这个基因的话,那么蛋白GATA 2就会过量产生。他们还证实剔除HES-1的胚胎由于过量产生蛋白GATA 2而可能不会产生功能性的造血干细胞。
在第三项新的研究中,研究人员发现来自骨髓或脂肪的干细胞有助于改善大鼠在中风发作后的恢复。干细胞疗法改善大脑与神经修复的程度和这些动物完成复杂行为任务的能力。相关研究结果于2013年1月28日发表在Stem Cell Research & Therapy期刊上,论文标题为Effects of intravenous administration of allogenic bone marrow- and adipose tissue-derived mesenchymal stem cells on functional recovery and brain repair markers in experimental ischemic stroke。
干细胞疗法有望治疗中风病人,但是仍然有很多问题需要解决,比如采取何种治疗程序和使用哪种细胞类型。这项研究试图解决其中的一些问题。
在中风发作30分钟后,大鼠接受干细胞或生理盐水静脉注射。在中风发作24小时后,这些接受干细胞治疗的大鼠表现出更好的功能性恢复。在两周之后,这些大鼠在测试中获得将近正常的分数。即便这些干细胞没有迁移到大脑中受损的区域,这种改善仍然可以观察到。这些接受干细胞治疗的大鼠也拥有更高水平的生物标记物,其中这些标记物参与大脑修复,如生长因子VEGF。
此外,研究人员发现来自脂肪和骨髓的干细胞都能够获得积极的结果。来自西班牙拉巴斯大学医院(La Paz University Hospital)的Exuperio Díez-Tejedor博士解释道,“不论这些干细胞的起源,我们都能观察到恢复得到改善,这可能有助于在人临床试验中使用这种疗法。特别地,来自脂肪的干细胞极其丰富,而且无需侵入性手术就容易收集。”
相关文献
3.Transplanted progenitors generate functional enteric neurons in the postnatal colon