Cell Stem Cell八大热点文章（9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：

Prolonged Fasting Reduces IGF-1/PKA to Promote Hematopoietic-Stem-Cell-Based Regeneration and Reverse Immunosuppression

科学家们发现，周期性的长时间禁食不仅对免疫系统损伤（化疗的主要副作用）有保护作用，而且还能诱导免疫系统再生，令休眠的干细胞开始更新。这是人们首次发现，天然干涉手段能够激活干细胞，促进器官或系统的再生。

研究人员通过小鼠实验和1期临床试验发现，长时间不进食会显著降低白细胞数。进一步研究显示，小鼠周期性禁食“触动了一个再生开关”，改变了造血干细胞的信号通路。造血干细胞负责生成血液和免疫系统的细胞。

这项研究将有望帮助那些正在接受化疗或者患有免疫缺陷的人，包括自身免疫疾病的患者。目前研究团队正在研究，禁食的干细胞再生效果，是否也能在免疫系统之外起作用。

MicroRNAs Induce a Permissive Chromatin Environment that Enables Neuronal Subtype-Specific Reprogramming of Adult Human Fibroblasts

科学家们一直致力于开发人类神经退行性疾病治疗方法的研究，但却因为不能在实验室培养人类的运动神经元而显得困难重重。运动神经元驱动肌肉的收缩，一旦受损，则引发致死性疾病，比如肌萎缩侧索硬化与脊髓性肌萎缩症，两者最终都会导致瘫痪和早死。

在这项研究中，圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家们将取自健康成年人的皮肤细胞直接转变为运动神经元，而实现这一过程竟然不需要经历干细胞状态。

这项技术使得人们终于可以在实验室里研究人类中枢神经系统的运动神经元。不像目前普遍研究的小鼠运动神经元，尽管研究者可以很容易地获取皮肤标本，但是却不能从活人身上获取这些神经元标本，实验室里培养人的运动神经元将是一种新工具。

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。

Human iPSC Glial Mouse Chimeras Reveal Glial Contributions to Schizophrenia

精神分裂症(schizophrenia)影响全球约2100万人的生活，但是它的病因并不明确。过去对精神分裂症病因的研究大多注重于对大脑中神经元功能的研究。一项研究提出了一个新的观点，那就是精神分裂症产生的原因是由于大脑中的胶质细胞功能失常。研究人员将从精神分裂症患者和对照志愿者身上获得的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells)分化成胶质祖细胞(glial progenitor cells)，然后将它们注射到小鼠大脑中建立起一种人－小鼠嵌合模型。他们发现，从精神分裂症患者身上产生的胶质祖细胞在细胞迁移和分化上都出现失常，导致小鼠大脑中星形胶质细胞(astrocyte)形态异常和髓鞘形成减少(hypomyelination)。这些小鼠同时表现出与精神分裂症类似的行为特征。这项研究为治疗精神分裂症开辟了一个新的方向。

Pathogen-Induced TLR4-TRIF Innate Immune Signaling in Hematopoietic Stem Cells Promotes Proliferation but Reduces Competitive Fitness

苏黎世大学的研究人员首次公布，造血干细胞不仅能检测传染性病原体，还能在没有生长因子信号的情况下，开始自己促进自己分裂！长此以往，这种直接生产防御细胞的方式会损害造血，引发高龄人恶性造血干细胞疾病。

此前科学家们一直认为造血干细胞所处的地点，骨髓造血干细胞巢（hematopoietic stem cell niche）内是完全隔绝环境信号的。

这些发现可以解释为什么高龄慢性炎症/感染小鼠模型容易发展恶性造血干细胞疾病。文中，研究人员使用药物能缓解这种有害过程，不会损害干细胞活化间接途径。“炎症反应重的小鼠如果得以生存下来，后期就会有造血干细胞损伤风险，”Manz说。“我们的目标是通过预防性干预防止这种损伤。”造血干细胞能亲自检测病原体

Trnp1 Regulates Expansion and Folding of the Mammalian Cerebral Cortex by Control of Radial Glial Fate

在哺乳动物的进化和发育过程中，大脑皮层都发生了显著的增加，包括正切方向和辐射状的扩展（tangential and radial expansion）。此时，大脑皮层的组织在脑部进行折叠，使皮层的神经元数量和表面面积最大化。现在，科学家们发现了这一重要过程中的一个关键的调节子。

研究显示，同一个分子（Trnp1）控制着大脑皮层的扩展和折叠，甚至足以在小鼠的大脑皮层中诱使折叠出现。这一发现令科学家们感到兴奋，他们指出Trnp1是深入研究的理想起点，可以帮助人们解析整个过程背后的复杂网络，揭示细胞和分子层面的各种相互作用。Götz及其同事正在向这一方向努力，他们下一步将明确Trnp1蛋白的具体分子功能，并解析该蛋白的调节机制。

Engineered Epidermal Progenitor Cells Can Correct Diet-Induced Obesity and Diabetes

来自芝加哥大学的一组研究人员发现可以通过CRISPR基因编辑技术，利用皮肤移植技术来帮助II型糖尿病和肥胖症患者改善生活质量。研究人员利用CRISPR技术，改造了编码胰高血糖素样肽1（GLP-1）的基因，引入了一个能显著提高其半衰期的突变。之后他们将这条基因接在了一个抗体基因片段上，并在前头安上了一个受多西环素（doxycycline）诱导的启动子。按照他们的设计，如果这个基因片段能正常工作，那么在多西环素的诱导下，基因会进行表达，产生与抗体片段相融合的GLP1。在抗体片段的作用下，它能随着血流进行循环，促进胰岛素的分泌，从而起到控制糖尿病的作用。

在动物实验中，研究人员通过两组小鼠进行试验，一组进行了皮肤移植，而另外一组则没有，并且同时被喂食高脂肪食物。那些接受过皮肤移植的实验鼠体重只增加了一半，并且对胰岛素的抵抗力也下降了（胰岛素抵抗是II型糖尿病患者的一种典型症状）。

这一概念证明性研究表明通过皮肤移植来治疗很多非皮肤类疾病的可能性，Wu博士表示，“这项技术的临床难度也并不高，毕竟人类移植皮肤的手术已经非常成熟，临床也非常有效和安全。而这是一种通用的治疗手段，通过移植的皮肤可以用来释放多种不同的治疗分子，除了糖尿病和肥胖症之外，未来这项技术还可以用于更多疾病的治疗，比如尿素循环障碍和血友病这样的遗传类疾病。”
利用CRISPR进行糖尿病基因治疗

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。

这一研究成果公布在Cell Stem Cell杂志上，文章的通讯作者是西奈山伊坎医学院的Eirini Papapetrou，他表示，“我们现在希望能了解推动细胞从正常状态转变为白血病细胞的逐步进程中的正确分子/细胞事件。”成功将人类血癌细胞移植入小鼠

（生物通）