鉴定和富集间充质干细胞的关键

【字体: 时间:2014年06月24日 来源:生物通

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  一直以来,对间充质干细胞(MCSs)的鉴定和生理功能研究,都因为缺乏生物标志物而受到阻碍。最近,美国德克萨斯大学(UT)西南医疗中心儿童研究所(CRI),发现了一种生物标志物,使研究人员能够准确地描述体内MSCs的特性和功能。相关研究结果发表在2014年6月19日的《Cell Stem Cell》杂志。

  

生物通报道:间充质干细胞(mesenchymalstemcell,MSC)是最早自骨髓中分离出的一类具有自我更新及多向分化潜能的组织干细胞。作为多种骨髓基质细胞的祖细胞,MSC具有稳定和修复造血微环境,促进造血干细胞增殖、分化,调节淋巴细胞免疫功能,减轻移植排斥反应等生物学效应。MSC的发现为针对性解决造血干细胞移植,尤其是脐血移植中的干细胞数量相对不足及减少移植物抗宿主病提供了一个有效途径。一直以来,对MCSs的鉴定和生理功能研究,都因为缺乏生物标志物而受到阻碍。

最近,美国德克萨斯大学(UT)西南医疗中心儿童研究所(CRI),发现了一种生物标志物,使研究人员能够准确地描述体内间充质干细胞(MSCs)的特性和功能。MSCs是美国国立卫生研究院注册的近200个临床试验的重点目标,这些试验针对骨折、软骨损伤、椎间盘退变性疾病和骨关节炎这样的疾病。

相关研究结果发表在2014年6月19日的《Cell Stem Cell》杂志,大大推进了MSC生物学领域的发展,如果CRI研究所利用小鼠所确定的相同生物标志物在人类中也起作用,那么我们就能更好地识别和描述相关细胞,有望提高利用MSCs的临床试验前景。

儿童研究所主任、UT西南医疗中心儿科学教授Sean Morrison博士指出:“对于MCSs,已有越来越多的临床兴趣,但是目前,由于研究人员不能识别MSCs,也不能研究它们在体内的正常生理机能,因此研究进展缓慢。我们发现,一种被称为瘦素受体(leptin receptor)的蛋白质,可以作为生物标志物,准确地在活体内识别成人骨髓中的MSCs,而这些MSCs是新骨形成和骨修复的主要来源。”

在调查过程中,CRI研究人员发现,瘦素受体阳性的MSCs,也是促进骨髓中造血干细胞维持的因素的主要来源。

本文的资深作者、UT西南医疗中心儿科遗传学主席Morrison博士称:“不幸的是,对利用MSCs的潜在疗法进行检测的许多临床试验,都因为使用了缺乏特征和收集不纯的培养细胞而受到阻碍。如果这一发现,能够在利用人MSCs的研究中得以复制,那么它将改善临床使用的MSCs的特性描述,能提高利用MSCs精心设计的临床试验的成功概率。”

Morrison实验室的博士后研究人员Bo Zhou是本文的第一作者。其他研究人员包括博士后研究人员Rui Yue和Malea Murphy。这项研究受到国家心脏、肺和血液研究所,德克萨斯癌症预防和研究所和儿童医疗中心基金的资助支持。

(生物通:王英)

延伸阅读:《Neurology》:骨髓干细胞或可用于中风治疗

生物通推荐原文摘要:
Leptin-Receptor-Expressing Mesenchymal Stromal Cells Represent the Main Source of Bone Formed by Adult Bone Marrow
Summary: Studies of the identity and physiological function of mesenchymal stromal cells (MSCs) have been hampered by a lack of markers that permit both prospective identification and fate mapping in vivo. We found that Leptin Receptor (LepR) is a marker that highly enriches bone marrow MSCs. Approximately 0.3% of bone marrow cells were LepR+, 10% of which were CFU-Fs, accounting for 94% of bone marrow CFU-Fs. LepR+ cells formed bone, cartilage, and adipocytes in culture and upon transplantation in vivo. LepR+ cells were Scf-GFP+, Cxcl12-DsRedhigh, and Nestin-GFPlow, markers which also highly enriched CFU-Fs, but negative for Nestin-CreER and NG2-CreER, markers which were unlikely to be found in CFU-Fs. Fate-mapping showed that LepR+ cells arose postnatally and gave rise to most bone and adipocytes formed in adult bone marrow, including bone regenerated after irradiation or fracture. LepR+ cells were quiescent, but they proliferated after injury. Therefore, LepR+ cells are the major source of bone and adipocytes in adult bone marrow.

 

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