研究人员创造了“超级干细胞”，看到了改善生育治疗的潜力

哥本哈根大学的研究人员发现，这种“超级干细胞”比普通干细胞表现更好，能够发育成许多不同的细胞类型，具有许多潜在的应用，包括改善体外受精治疗。

　　

想象一下，如果减少热量摄入能让你更年轻？干细胞几乎就是这种情况。

在一项新的研究中，哥本哈根大学的研究人员通过改变饮食，成功地创造出了能够更好地发育成其他细胞类型的干细胞，比如更年轻、更健康的自己。这些干细胞比普通的干细胞更擅长制造特殊的细胞，如肝脏、皮肤或神经细胞，这是干细胞的核心特征。

“我们发现，通过改变饮食，干细胞可以恢复活力，变成‘超级干细胞’。”它迫使它们以一种不同于正常情况的方式代谢能量，这一过程本质上是对干细胞进行了重新编程。最终的结果是，它们的行为就像它们来自早期发育阶段，这增强了它们发展或分化为其他类型细胞的能力，”诺和诺德基金会干细胞医学中心（也称为reNEW）的助理教授、第一作者罗伯特·伯恩说。

具体来说，研究人员改变了干细胞生长培养基中可用的糖的类型。细胞利用糖来产生能量。

“真正令人惊讶的是，它们不仅在分化方面表现更好，而且与标准培养条件下的干细胞相比，随着时间的推移，它们能更好地保持健康。”它是用一种相对简单的方法完成的，”reNEW教授、通讯作者约书亚·布里克曼说。

可以改善生育治疗

约书亚·布里克曼指出，“超级干细胞”在未来有许多潜在的用途：

“鉴于我们现在有一种简单的方法来恢复细胞的活力，我们想研究这种技巧是如何在各种细胞类型上起作用的。例如，我们可以用这种饮食来激活肝脏或心脏细胞，并用它们来治疗充血性心力衰竭或肝硬化患者吗？也许我们可以用这种方法来再生衰老细胞，治疗帕金森病、骨质疏松症或糖尿病等疾病。”

研究人员感兴趣的一个领域是生育治疗，特别是体外受精。事实证明，“超级干细胞”擅长于在早期胚胎发育过程中产生某种类型的组织，这对成功的体外受精治疗非常重要。

“‘超级干细胞’似乎更擅长制造的一件事是一种细胞谱系，它变成了一种叫做卵黄囊的东西。先前的研究已经发现，在培养皿中培养的胚胎中卵黄囊的形成对其植入和成功怀孕的能力非常重要，”罗伯特·伯恩说。

“我们希望通过开发一种使用相同代谢过程的体外受精培养来改进体外受精技术。希望它可以作为胚胎培养制度的一部分，用于临床，以提高植入成功率，”约书亚·布里克曼补充道。

干细胞

干细胞是我们身体中基本而独特的细胞，它们可以自我复制，并在分化过程中进化成其他特殊的细胞类型，如肝脏、皮肤或神经细胞。胚胎干细胞（ESCs）是从胚胎中培养出来的，并在培养皿中保存。这些细胞可以在培养皿中发育成专门的细胞类型。

研究人员认为，在未来，干细胞可以用于开发新的治疗方法，以替代或修复受损的组织和器官，或恢复因疾病或损伤而丧失的功能。这就是所谓的再生医学。

在这项研究中，研究人员创造了一种新的小鼠胚胎干细胞（ESCs）培养基。简单地说，他们用另一种糖——半乳糖代替了培养物中的一种糖——葡萄糖。这种“饮食”的改变阻碍了正常的葡萄糖代谢，并将细胞的能量来源限制在氧化磷酸化的代谢过程中。

通过改变其营养来源，ESCs被重新编程到发育的早期阶段，从而增强其分化为其他类型细胞的能力。

研究人员发现，一种已知的调节细胞衰老的特定信号蛋白被糖代谢的变化激活。这反过来又使其他关键蛋白质更好地与DNA结合。

新代谢过程的最终结果是，DNA更密集地“包装”在具有冗余遗传信息的区域，而不是在具有重要的相关指令的区域。这既减少了无关信息的数量，又放大了直接相关的信息。

这种改进的“信噪比”使干细胞更好地理解它们应该做什么，并表现得像来自早期发育阶段的干细胞一样，表现得更好。

研究人员发现，“信噪比”的恶化也是衰老的某些特征背后的原因：这几乎就像带你的祖父母去一个拥挤的餐馆，他们听不见，原因有两个：你说话不够大声，他们无法过滤掉背景噪音。衰老的干细胞可能也有同样的问题，无法倾听自己的基因组。