Cell Stem Cell八大热点文章（6月）

　　生物通报道：《Cell Stem Cell》杂志是2007年Cell出版社新增两名新成员之一（另外一个杂志是Cell Host & Microbe），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。《Cell Stem Cell》自创刊以来就倍受关注，影响因子迅速提升，从0一冲至16.826，又达到了23.394。其中最受关注的文章包括：

Stem Cell Therapies in Clinical Trials: Progress and Challenges

再生医学中干细胞被广泛应用到了许多临床研究中，迄今为止几乎没有出现关于自体或同种异体移植引起的安全问题的报道，因此目前角膜缘干细胞已经在欧洲注册为眼睛烧伤的治疗品，间充质干细胞已被加拿大和新西兰批准用于儿科移植物抗宿主病。许多应用都正在进行试验，一些已经被证明对患者有早期帮助。那么未来还将会如何发展呢？我们拭目以待。

Racing to Uncover the Link between Zika Virus and Microcephaly

2015年年中以来，寨卡病毒感染在南美洲暴发并在全球范围内播散蔓延。与之前比较温和的病情相比，2015年美洲疫情爆发特别值得人们警惕，当寨卡病毒在巴西爆发的同时，突然出现了大规模小头畸形的婴儿出生，这些婴儿的母亲大多感染了寨卡病毒。

去年3月，宋红军和明国丽与佛罗里达州立大学的Hengli Tang 日以继夜地进行了一个月的研究，他们用人类诱导多能干细胞生成神经细胞，建立了研究寨卡病毒的新平台。相关研究结果发表在《Cell Stem Cell》杂志，显示寨卡病毒能感染形成大脑皮层的神经干细胞，阻碍这些细胞的生长。这篇最新Backstory介绍了当时的幕后故事。

几位作者指出寨卡病毒的流行是一次重大挑战，也为跨学科合作研究病毒、干细胞生物学和人类发展的基本原理，提供了机会。干细胞为基础的ZIKV暴露建模，是“如何实现人类干细胞研究目标，以及基础干细胞生物学领域几十年研究进展如何可让研究人员立即行动以应对全球卫生突发事件”最为明显的一个例子。ZIKV综合征的未来建模，将解决ZIKV感染相关的病理生理学程度和根本生物学机制，也进一步推动平台的发展，促进药物筛选和开发。宋红军、明国丽等寨卡研究获重要突破

Single-Cell 5-Formylcytosine Landscapes of Mammalian Early Embryos and ESCs at Single-Base Resolution

北京大学生命科学学院，BIOPIC中心的研究人员在国际上首次实现了单细胞水平的5-醛基胞嘧啶全基因组测序，并解析了小鼠着床前胚胎中的单碱基分辨率5-醛基胞嘧啶（5fC）谱图。

研究人员开发了一种基于特异性化学标记的单细胞、单碱基分辨率的5fC测序技术（CLEVER-seq），并将其应用于小鼠着床前胚胎以及哺乳动物多能干细胞的5fC检测。研究发现，在小鼠早期胚胎发育过程中，5fC发生高度动态变化并富集在基因表达调控区域。5fC在不同的胚胎发育阶段以及多能干细胞中具有高度的异质性。

同时，启动子区域5fC的产生先于相应基因的表达，说明在哺乳动物早期胚胎发育过程中主动去甲基化可能参与了关键基因的表达调控。

Stage-specific human induced pluripotent stem cells map the progression of myeloid transformation to transplantable leukemia

近年来，癌症研究人员已经发现骨髓恶性肿瘤的严重程度会不断增加，从前体血细胞的癌前突变开始，然后发展为骨髓疾病，并最终发展成为急性骨髓性白血病。来自西奈山伊坎医学院的研究人员的研究人员收集了来自各种阶段骨髓恶性肿瘤患者的细胞（包括恶化前细胞），将其重编程了癌前状态的多能干细胞形式，然后再把这些细胞分化成为血细胞，构建出了代表特定疾病阶段的细胞系，由此来追踪疾病的进程。

研究人员发现，当将全身白血病细胞转化为干细胞，再放回血液中时，就可以将其移植到小鼠体内，这是此前无法利用人类血癌细胞实现的壮举。

Engineering Stem Cell Organoids

随着CRISPR技术的迅猛发展，美国约翰霍普金斯大学的研究人员开发出一种方法，利用CRISPR技术，有效地将人类干细胞转化为视网膜神经节细胞。这些细胞的死亡和功能障碍可导致一些疾病患者的视力丧失，如青光眼和多发性硬化症。

最近，德国的研究人员开发出了另一种有效的方法，用小鼠或人类来源的干细胞，制备3D视网膜类器官，其可以模拟器官的组织机构。

研究人员对迷你视网膜制备程序做了修改，这包括：在眼部发育的早期阶段，将从干细胞制备的视网膜类器官分成三块。这些碎片——看起来像小的半月状，最终成长为视网膜中发现的全套细胞，从而使视网膜类器官的产量增加了高达4倍——相比之前的程序。一块三等分碎片，也能刺激幸存的类器官生长，达到类似于未切的类器官的规模。这些迷你视网膜在培养皿中游来游去，因为它们不附着于表面，因此在发育过程中能更好地反映视网膜组织的结构。

下一个目标是使这种3D“迷你视网膜”更加复杂，也许通过引入血管，以及使用这些类器官来研究不同神经细胞的再生和功能——特别是来自人类视网膜的神经元。

DNA Methylation Dynamics of Human Hematopoietic Stem Cell Differentiation

这篇文章是近期公布的重大成果中的一篇文章：国际人类表观基因组协会IHEC在Cell等期刊中公布了41篇论文，报道了BLUEPRINT项目的多项成果，这为全面分析表观遗传迈进了一大步。

研究人员分析血液和骨髓样品中的T细胞表观基因组，研究人员发现基因组某些部位中出现了DNA甲基化逐步缺失，还有血液中记忆T细胞具有与骨髓不同的表观遗传谱。

研究人员还分析了CD8+ T细胞，结果发现婴儿具有类似于先天免疫细胞的表观遗传和基因表达谱，这也部分解释了婴儿为何会更加容易感染传染病原体。Cell公布表观遗传学重大突破：上千万美元，40多篇论文的成果

RNA　Helicase　DDX5　Inhibits　Reprogramming　to　Pluripotency　by　miRNA-based　Repression　of　RYBP　and　its　PRC1-dependent　and　-independent　Functions

研究人员发现重编程过程中，虽然RBP DDX5的表达逐步上升，但却发挥着抑制重编程的作用。DDX5功能缺失通过影响微小RNA(microRNA)125b的表达水平，从而上调非经典PRC1复合物里的RING1和YY1结合蛋白(RYBP)的表达水平。DDX5功能缺失和RYBP过表达在重编程早期影响间质细胞向上皮细胞转变，在重编程晚期影响多能性基因的激活。研究发现，DDX5功能缺失上调RYBP，从而进一步促进了组蛋白H2A赖氨酸K119位点的泛素化(H2AK119ub1)的水平，并促进H2AK119ub1富集到部分胚层分化特异基因的转录起始位点上，并抑制这类基因的表达。

研究团队进一步发现，RYBP存在于两个完全不同的复合物中，一部分RYBP与多梳抑制复合物1(PRC1复合物)存在于同一个复合物中，可能发挥抑制部分胚层分化基因的作用;而另一部分RYBP与多能性因子OCT4存在于同一个复合物，发挥基因激活的作用。此外，科研人员发现，RYBP在基因组中的结合位点有很大一部分与OCT4的结合位点相重叠，而且RYBP有利于招募OCT4到组蛋白去甲基化酶基因Kdm2b的启动子区，并激活内源多能性基因的表达从而促进体细胞重编程，此功能是PRC1非依赖性的。

Neural Subtype Specification from Human Pluripotent Stem Cells

人类多能干细胞 (hPSCs)是目前生物学领域最引人注目的话题之一，其原因在于hPSCs可通过改善机体再生能力，为治疗许多疾病提供了一个潜在的途径。此外，hPSCs系统也适用于药物筛选和毒性测试。

通过hPSCs构建神经发育模型，为分析神经早期发育，病理进程和治疗方法开辟了一个新的通道，在Cell Stem Cell杂志上，威斯康星大学麦迪逊分校Waisman中心的张素春（Su-Chun Zhang）教授发表综述，介绍了来源自人类多能干细胞的特化神经细胞。

他指出，hPSCs来源的功能性特化神经细胞亚型具有根据动物实验得来的发育基本规律，操控这些规律能获得高度富集的神经类型（类似于大脑中的功能属性）。并且利用这些亚型，能进一步快速发育成成熟神经，以及随着环路整合发生的衰退，从而帮助科学家们了解疾病和细胞治疗中hPSCs的潜力。张素春教授Cell Stem Cell：多能干细胞分化特化神经细胞

（生物通）