6月Cell Stem Cell最受关注文章盘点
库巴扎新闻列表 | 2012-06-13

《Cell Stem Cell》自创刊以来就倍受关注,这一杂志内容涵盖了从最基本的细胞和发育机制到医疗软件临床应用等整个干细胞生物学研究内容。这一杂志特别关注胚胎干细胞、组织特异性和癌症干细胞的最新成果,影响因子迅速提升,从0一冲至16.826,又达到了23.563。(实验室管理

6月最受关注的文章如下:

1. Thyroid Hormone Signaling Acts as a Neurogenic Switch by Repressing Sox2 in the Adult Neural Stem Cell Niche
Alejandra López-Juárez, Sylvie Remaud, Zahra Hassani, Pascale Jolivet, Jacqueline Pierre Simons, Thomas Sontag, Kazuaki Yoshikawa, Jack Price, Ghislaine Morvan-Dubois, Barbara A. Demeneix

神经干细胞(neural stem cell,NSC)是星形胶质细胞的一个亚群,具有分裂潜能和自我更新能力的母细胞,它可以通过不对等的分裂方式产生神经组织的各类细胞。

在这篇文章中,研究人员发现甲状腺信号能通过抑制成体神经干细胞Niche,扮演神经发生开关的作用。


2. Direct Reprogramming of Mouse and Human Fibroblasts into Multipotent Neural Stem Cells with a Single Factor
Karen L. Ring, Leslie M. Tong, Maureen E. Balestra, Robyn Javier, Yaisa Andrews-Zwilling, Gang Li, David Walker, William R. Zhang, Anatol C. Kreitzer, Yadong Huang

来自美国格拉德斯通研究所的研究人员首次利用单个转录因子将皮肤细胞转化为脑细胞,并且它还能够独自发展为一个相互连接的功能性脑细胞网络。科学家们期待这样的细胞转化可能导致人们开发出更好的神经退行性疾病模型来测试药物。

在这篇文章中,研究人员描述了他们如何导入单个基因Sox2到小鼠和人皮肤细胞中。几天之内,这些皮肤细胞转变为早期阶段的脑干细胞(brain stem cell),也被称作诱导性神经干细胞(induced neural stem cells, iNSCs)。这种iNSCs开始自我更新,很快就成熟为能够传递电信号的神经元。在一个月内,这些神经元就已形成神经网络。

2007年,山中伸弥博士利用4种转录因子将成体皮肤细胞转变为类似胚胎干细胞那样发挥作用的细胞,即诱导性多能干细胞(iPSC)。这些iPSCs像胚胎干细胞那样,能够产生体内几乎所有类型的细胞。2011年,格拉德斯通研究所高级研究员Sheng Ding博士报道他利用小分子和转录因子的组合来将皮肤细胞直接转变为神经干细胞。如今,这项采取一种新的策略:利用一种转录因子Sox2直接将一种细胞类型转变为另一种细胞类型,并且不用经历产生iPSC的阶段,从而能够避免iPSCs在用于替换或修复受损器官或组织时可能产生肿瘤的潜在危险。

3. Background Mutations in Parental Cells Account for Most of the Genetic Heterogeneity of Induced Pluripotent Stem Cells
Margaret A. Young, David E. Larson, Chiao-Wang Sun, Daniel R. George, Li Ding, Christopher A. Miller, Ling Lin, Kevin M. Pawlik, Ken Chen, Xian Fan et al.

4. O-GlcNAc Regulates Pluripotency and Reprogramming by Directly Acting on Core Components of the Pluripotency Network
Hyonchol Jang, Tae Wan Kim, Sungho Yoon, Soo-Youn Choi, Tae-Wook Kang, Seon-Young Kim, Yoo-Wook Kwon, Eun-Jung Cho, Hong-Duk Youn

O-连接-N-乙酰氨基葡萄糖(O-GlcNAc)是许多细胞功能的关键调控因子,但是它在胚胎干细胞(ESCs)及多能性中的作用尚不清楚。最新这项研究报道称O-GlcNAc化修饰可直接调节多能性细胞信号网络的关键成分。(实验室管理

研究显示,阻断O-GlcNAc化修饰将破坏ESC的自我更新并使体细胞不能被诱导为多能干细胞。在ESCs中,核心重编程因子Oct4 和Sox2是O-GlcNAc化的,但这种修饰随着分化的进行而被迅速去除了。Oct4中228位苏氨酸的O-GlcNAc化调节着Oct4的转录活性,对调节许多多能性相关基因,如Klf2, Klf5, Nr5a2, Tbx3, 和 Tcl1,具有重要作用。Oct4的点突变T228A可破坏O-GlcNAc化修饰,进而降低Oct4保持ESC自我更新和重新编程体细胞的能力。

5. Recurrent Variations in DNA Methylation in Human Pluripotent Stem Cells and Their Differentiated Derivatives
Kristopher L. Nazor, Gulsah Altun, Candace Lynch, Ha Tran, Julie V. Harness, Ileana Slavin, Ibon Garitaonandia, Franz-Josef Müller, Yu-Chieh Wang, Francesca S. Boscolo et al.

来自Scripps研究院,加州大学圣地亚哥分校等多国组成的研究团队通过对来自100多个细胞系的200多种人多能性干细胞样品,以及代表17种不同类型组织的80种成体细胞样品分析,揭示了人类干细胞中一种新类型动态变化。

文章的通讯作者是加州大学圣地亚哥分校助理教授Louise Laurent,对于这一成果,他表示,“这项研究表明在人类多能干细胞增殖和分化的过程中,能以一种不易检测察觉的方式发生变化,而这种变化有助于科学家们利用干细胞进行基础研究,和临床试验。”

研究人员聚焦于通过DNA甲基化的基因沉默,DNA甲基化基因沉默出现的错误出现在严重发育缺陷,以及癌症患者中。研究人员又与Illumina公司合作,开发了一种新型DNA甲基化芯片,这种芯片能够检测人类基因组上45万个位点的甲基化状态。研究结果表明干细胞上出现了令人吃惊的DNA甲基化模式变化。

在多能干细胞上出现的另外一个表观遗传异常就是印记基因,研究人员发现虽然维持印记基因沉默的DNA甲基化模式,在所有体细胞组织是稳定的,但是他们也吃惊的发现,干细胞的印记基因出现了频繁的DNA甲基化模式异常。其中一些异常在细胞系建立的极早期就出现了,而其余异常则是随着时间的推移而慢慢产生的。

这些研究表明,人类干细胞能改变其表观遗传性,比如特定基因活性的DNA修饰模式,甚至有时候发生大幅度变化,这些变化将对把这些细胞作为研究人类疾病和发育的模型,产生影响。

6. The PSA−/lo Prostate Cancer Cell Population Harbors Self-Renewing Long-Term Tumor-Propagating Cells that Resist Castration
Jichao Qin, Xin Liu, Brian Laffin, Xin Chen, Grace Choy, Collene R. Jeter, Tammy Calhoun-Davis, Hangwen Li, Ganesh S. Palapattu, Shen Pang et al.

科学家能通过检测肿瘤细胞的前列腺特异性抗原prostate specific antigen (PSA)水平,识别对治疗有抗性且肿瘤生成能力强的前列腺肿瘤细胞。

研究人员在细胞系及小鼠模型试验中发现,low-PSA细胞耐受化疗并在去除雄性激素的情况下大量生长,而这是目前两种主要的前列腺肿瘤药物治疗手段。研究发现Low-PSA细胞不仅能自我复制,还能通过一种干细胞标志性的不对称细胞分裂,分裂分化为其他类型的前列腺肿瘤细胞。

7. Erosion of Dosage Compensation Impacts Human iPSC Disease Modeling
Shila Mekhoubad, Christoph Bock, A. Sophie de Boer, Evangelos Kiskinis, Alexander Meissner, Kevin Eggan

8. Cdc42 Activity Regulates Hematopoietic Stem Cell Aging and Rejuvenation
Maria Carolina Florian, Karin Dörr, Anja Niebel, Deidre Daria, Hubert Schrezenmeier, Markus Rojewski, Marie-Dominique Filippi, Anja Hasenberg, Matthias Gunzer, Karin Scharffetter-Kochanek et al.

这篇论文为一项科学争论提供新的观点:对抗人们过去达成的广泛共识,即造血干细胞衰老是由自然确定的,不能够通过医疗介入加以逆转.

在这项研究中,研究人员确定一种调节细胞信号转导的蛋白Cdc42也控制一种导致小鼠造血干细胞(HSCs)衰老的分子过程。研究人员发现较老的小鼠HSCs中Cdc42活性增强,他们也能够通过基因操作增加HSCs中Cdc42活性来诱导它们提前衰老,这些衰老的细胞丧失结构组织和极性,从而导致细胞内的组分不正确地定位和分隔,这种结构破坏导致这种细胞的机能效率下降。

9. Mesenchymal-Stem-Cell-Induced Immunoregulation Involves FAS-Ligand-/FAS-Mediated T Cell Apoptosis
Kentaro Akiyama, Chider Chen, DanDan Wang, Xingtian Xu, Cunye Qu, Takayoshi Yamaza, Tao Cai, WanJun Chen, Lingyun Sun, Songtao Shi

这篇文章由美国南加州大学,南京大学的研究人员合作完成。

之前的研究表明注入间充质干细胞能抑制过度活跃的免疫细胞——包括T淋巴细胞和B淋巴细胞,但是这类干细胞如何操控免疫细胞的具体分子机制至今未知。

在这篇文章中,研究人员分析了注入MSCs后,患有系统性硬化病(systemic sclerosis, SS)状免疫疾病的小鼠发生的变化,他们发现了一种特殊分子机制:一个称为FAS/FAS-配体途径是干细胞产生显著免疫系统应答的关键所在。

值得注意的是,在患有SS状疾病的小鼠体内,注入的干细胞能通过FASL/FAS 信号,引发T淋巴细胞死亡,并减轻免疫疾病的症状。反之,缺乏FAS/FASL的MSC不能治疗患有全身性硬化病状的免疫疾病的小鼠。

考虑到模式动物上取得的令人期待的成果,南京大学的研究人对患有这一疾病的病人也进行了初步研究,他们给这些病人注入MSCs,结果获得了相似的临床结果,并且实验分析也揭示出FAS/FASL途径在患有全身性硬化病的病人身上也起着同样的作用。

10. Short-Term Calorie Restriction Enhances Skeletal Muscle Stem Cell Function
Massimiliano Cerletti, Young C. Jang, Lydia W.S. Finley, Marcia C. Haigis, Amy J. Wagers(实验室管理

关键词:《Cell Stem Cell》 文章盘点 胚胎干细胞 癌症干细胞 实验室管理

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