用于衍生干细胞的标准方法可能更好地用于再生医学
UCLA Eli和Edy的科学家们的再生医学和干细胞研究中的广泛中心已经发现了在胚胎干细胞衍生在实验室中的胚胎干细胞时可能丢失的一个重要的天然存在的过程。
这一发现为科学家提供了关键信息,帮助他们找到制造干细胞用于细胞移植或器官再生等再生医学目的的最佳方法。这一发现还有助于深入了解从未受精卵到胚胎的信息如何影响胚胎的质量,进而影响健康儿童的出生。
研究结果发表在该杂志上细胞干细胞.
该研究集中于DNA甲基化——DNA中自然发生的生化过程——在早期胚胎和由胚胎产生的干细胞中。
DNA甲基化在体内如何使用遗传信息方面起着重要作用。特定基因的正确DNA甲基化对人类正常发育至关重要,而且在一个人的一生中,它对保持细胞健康仍然至关重要。它还有助于维持胚胎干细胞发育为体内任何细胞的能力。
研究人员在DNA甲基化方面有两个重要发现。首先,他们发现早期胚胎或囊胚在受精后至少6天内保留着卵子的DNA甲基化模式。在此之前,科学家们认为卵子的甲基化记忆只会在受精后保留几个小时。
该研究的第一作者、加州大学洛杉矶分校生命科学分子、细胞和发育生物学教授兼副主席阿曼德·克拉克(Amander Clark)说:“我们知道,受精后的六天是人类发育的一个非常关键的时期,在这段时间内会发生很多变化。”“目前还不清楚为什么囊胚在这段时间内保持甲基化,以及它的作用是什么,但这一发现为研究鸡蛋中构建的甲基化模式如何影响胚胎质量和健康儿童的出生开辟了新的领域。”
该团队的第二个发现表明,使用最近采用的方法从培养皿中的胚胎中提取干细胞会导致甲基化的丢失。
在早期胚胎中,囊胚发育阶段持续不到五天。存在于胚泡发育初期的较不成熟的人类胚胎细胞称为“naïve”胚胎细胞。据认为,在植入的时候,这些naïve胚胎细胞达到了更成熟的状态。然后被称为"启动"胚胎细胞,因为它们被灌注成为身体中的每种细胞类型。
1998年,当衍生第一次人胚胎干细胞时,科学家使用了一种产生灌注干细胞的方法。直到最近,这是标准方法,当科学家开始使用保留天真干细胞状态的不同方法时。
克拉克说:“在过去的三年中,naïve干细胞被吹捧为可能优于定向细胞。”“但我们的数据显示,naïve制造干细胞的方法会导致细胞出现问题,包括DNA重要部位的甲基化缺失。因此,在我们有办法创造更稳定的naïve胚胎干细胞之前,为再生医学目的创造的胚胎干细胞应该处于准备状态,以便创造分化的最高质量的细胞。”
另外两种UCLA宽松干细胞研究中心教职员们在学习中合作的是凯瑟琳普拉斯普华州生物化学教授的生物化学研究;和史蒂文·雅各布森,在香肠大肠杆菌生命科学的分子,细胞和发育生物学教授和霍华德休斯医学院的调查员。
为了进一步研究,克拉克和普拉斯计划共同确定创建naïve的最佳条件胚胎干细胞在最需要的基因组中的地方更稳定并保留甲基化。
所有人类胚胎干细胞由加州大学洛杉矶分校布罗德干细胞研究中心(UCLA Broad Stem Cell Research Center)获得的干细胞,来源于已完成体外受精的个人或夫妇在知情同意的情况下捐赠的冷冻胚胎。
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