2015年7月份，Cell Stem Cell雜志刊登了來(lái)自澳大利亞哈德遜醫學(xué)研究中心Courtney McDonald教授題為"干細胞**在臨床病例中的應用：進(jìn)展與挑戰"的綜述性文章，文章中，研究者就目前干細胞**方法在歐洲，加拿大，新西蘭等國家的臨床應用中所取得的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結，同時(shí)也對干細胞療法在未來(lái)發(fā)展中可能遇到的挑戰進(jìn)行了展望。
如今，科學(xué)家們已經(jīng)可以在體外利用各種類(lèi)型細胞進(jìn)行多能干細胞的誘導，來(lái)自德國的科學(xué)家又將這一技術(shù)推進(jìn)一步，他們在發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nature Structural Molecular Biology的一項*新研究中，成功獲得了與胚胎早期階段具有相同特性的全能干細胞，這些全能干細胞甚至還具有一些更為有趣的特性。
那么在即將過(guò)去的2015年里，干細胞研究領(lǐng)域又有哪些突飛猛進(jìn)的成果呢？下面，小編為您盤(pán)點(diǎn)了2015年度干細胞領(lǐng)域突破性研究TOP10。
【1】科學(xué)家利用皮膚細胞獲得可再生胎盤(pán)的干細胞
再生醫學(xué)是一個(gè)快速發(fā)展的新興領(lǐng)域，旨在通過(guò)細胞移植替代人體內缺失或損傷的細胞，組織或器官。胚胎干細胞是具有長(cháng)時(shí)間生長(cháng)并能夠自我更新的潛能細胞，能夠形成胎兒的各種細胞組織和器官。因此胚胎干細胞在細胞**的應用中具有巨大前景。但受體與供體之間的**排斥反應以及倫理問(wèn)題是限制該種細胞應用的巨大瓶頸，而誘導多能干細胞的出現很好地解決了這兩個(gè)問(wèn)題。
當胎盤(pán)沒(méi)有正常發(fā)育或出現損傷時(shí)，胎盤(pán)功能就會(huì )受損，胎盤(pán)功能紊亂**會(huì )導致低出生體重，早產(chǎn)以及出生缺陷的出現。其中一種**叫做胎兒生長(cháng)受限，患有該**的嬰兒會(huì )表現出輕微的智力遲緩，一些嚴重的情況下會(huì )導致胎兒死亡，除此之外還會(huì )增加母親受到相關(guān)復雜**影響的風(fēng)險。但到目前為止，所有分離并在體外進(jìn)行人類(lèi)胎盤(pán)前體細胞（如滋養層干細胞）培養的研究都失敗了，因此能夠模擬或**這些胎盤(pán)功能紊亂**的模型或方法一直沒(méi)有得到開(kāi)發(fā)。
【2】Stem Cells：新方法，干細胞立變骨細胞
假如老年人發(fā)生了骨折或置換了髖關(guān)節，骨骼需得重新形成并且需要非常慢的時(shí)間才能**。在這個(gè)過(guò)程中不但需要形成骨骼，也需要形成脂肪。北卡羅萊納大學(xué)醫學(xué)院的研究人員可能已經(jīng)發(fā)現了一種對骨形成起決定性作用的方法。他們用細胞松弛素D(霉菌中發(fā)現的一種天然物質(zhì))，它可以作為一種代用品來(lái)改變間充質(zhì)干細胞細胞核的基因表達，迫使它們成為成骨細胞(骨細胞)。
通過(guò)干細胞**——干細胞可以成為脂肪或骨細胞，應用細胞松弛素D的結果是明確的：干細胞可變成為骨細胞。此外，注入少量的細胞松弛素D到小鼠的骨髓隙中可促成骨形成。這項研究發(fā)表在《干細胞》雜志上，文章詳述了科學(xué)家如何改變干細胞促使骨骼生長(cháng)。
Janet Rubin博士說(shuō)：“骨骼形成非常迅速，數據和圖像非常清楚；你不是一個(gè)骨科專(zhuān)家也可以看懂細胞松弛素D一周內在小鼠體內的作用情況?！?
【3】Cell：科學(xué)家發(fā)現提高造血干細胞移植效率新方法
造血干細胞駐留在骨髓和臍帶血的低氧環(huán)境中，但幾乎所有的造血干細胞研究都是在非生理條件的環(huán)境空氣中進(jìn)行造血干細胞的分離和篩選。
在該項研究中，研究人員在低氧條件下對骨髓和臍帶血進(jìn)行了收集和操作，證明將骨髓和臍帶血暴露在環(huán)境空氣中會(huì )降低造血干細胞長(cháng)期擴增過(guò)程的細胞得率，同時(shí)會(huì )增加祖細胞的數量，研究人員將這種現象稱(chēng)為非生理學(xué)氧氣應激（EPHOSS，extraphysiologic oxygen shock/stress）。因此，骨髓和臍帶血中造血干細胞的數量一直都被低估。
隨后，研究人員通過(guò)親環(huán)素d（cyclophilin d）和p53將ros的產(chǎn)生和線(xiàn)粒體通透性轉換孔（MPTP）聯(lián)系在一起作為EPHOSS的分子機制進(jìn)行了實(shí)驗探究。MPTP抑制劑--環(huán)胞素a能夠保證在空氣中收集小鼠骨髓和人類(lèi)臍帶血中的造血干細胞時(shí)避免發(fā)生EPHOSS反應，從而增加了可用于移植的造血干細胞數目。
【4】Nature：干細胞一關(guān)鍵結構可決定干細胞命運
*近，來(lái)自美國西南醫學(xué)中心的研究人員與密歇根大學(xué)的研究人員合作開(kāi)展了一項研究，發(fā)現了一個(gè)全新機制能夠幫助解釋為何只有干細胞能夠進(jìn)行自我更新式的細胞分裂。近日，相關(guān)研究結果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊nature。
成體干細胞能夠在有機體的一生中為組織平衡穩定提供新細胞，一種叫作 "niches" 的特殊環(huán)境能夠幫助干細胞維持未分化和自我更新?tīng)顟B(tài)，組成niches的細胞會(huì )產(chǎn)生信號和生長(cháng)因子促進(jìn)干細胞的維持。但保證只有干細胞能夠接受信號而由其產(chǎn)生的定向分化的后代細胞無(wú)法接受信號的機制仍未可知。
在這項研究中，研究人員發(fā)現干細胞能夠形成由微管蛋白組成的毫微管結構（nanotube），而這些線(xiàn)狀的毫微管結構會(huì )像吸管一樣延伸到niche中，保證組成niche的細胞產(chǎn)生的信號和生長(cháng)因子只作用于干細胞。
【5】Nature：終于找到你！肝臟干細胞來(lái)源揭秘
Nature雜志*新在線(xiàn)的一篇研究中，Howard Hughes醫學(xué)研究所（HHMI）的科學(xué)家確定了能夠分化為功能性肝細胞的干細胞。這項研究解開(kāi)了關(guān)于肝臟不斷新生的細胞到底從何而來(lái)的老謎團。研究的通訊作者，斯坦福大學(xué)HHMI研究員Roel Nusse博士說(shuō)：“我們解決了一個(gè)很老的問(wèn)題.我們發(fā)現，就如同其他需要補充丟失細胞的組織，肝臟干細胞也會(huì )增殖和產(chǎn)生成熟細胞，甚至在沒(méi)有肝損傷或**的情況下?！?br style="margin:0px;padding:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;word-wrap:break-word !important;" />
肝臟主要由高度分化的肝細胞組成并完成許多任務(wù)，包括儲存維生素和礦物質(zhì)、去除**、調節血液中脂肪和糖。這些細胞的死亡后，由健康的新肝細胞取代。但這些新細胞的來(lái)源從來(lái)沒(méi)有被確定。
干細胞，能在補充保持自己數量的同時(shí)發(fā)展成高度分化的細胞，為皮膚，血液等組織在隨著(zhù)時(shí)間丟失細胞的時(shí)候提供新的細胞。但是，在肝臟中還沒(méi)有發(fā)現過(guò)干細胞的存在。一些科學(xué)家推測，成熟的肝細胞可能通過(guò)分裂保持其數量。但Nusse博士說(shuō)，肝臟成熟的細胞已經(jīng)高度分化，它們可能已經(jīng)失去了分裂能力。
【6】Cell：驚人發(fā)現！細胞周期時(shí)鐘控制胚胎干細胞多能性
近日，一篇刊登在國際有名雜志Cell上的研究報道中，來(lái)自新加坡A*STAR基因組研究所的研究人員通過(guò)研究**揭示細胞周期時(shí)鐘控制多能干細胞分化的分子機制，相關(guān)研究或為理解細胞分化機制，以及開(kāi)發(fā)新型潛在療法提供思路。
胚胎干細胞并不能分化為特殊類(lèi)型的細胞，當其出于多能性狀態(tài)時(shí)才可以，細胞周期分為四個(gè)階段：G1、S、G2及M期，此前有研究發(fā)現胚胎干細胞的細胞分化盡在G1期才開(kāi)始，而由于G1期的特性才會(huì )促進(jìn)細胞的譜系規范，而其它三個(gè)細胞周期特性的缺失被認為可以阻礙癌細胞的分化。
這項研究中研究人員利用高通量的篩選技術(shù)**發(fā)現，在S和G2期胚胎干細胞可以維持自身的多能性，也就是說(shuō)胚胎干細胞可以積極地抵御分化過(guò)程；另外研究者還表示，當存在DNA損傷時(shí)，胚胎干細胞就不會(huì )發(fā)生分化，以便抑制缺乏基因組穩定性的特殊分化細胞的產(chǎn)生。
【7】Cell Sys：光！控制胚胎干細胞分化
發(fā)表于國際雜志Cell Systems上的一項研究中，來(lái)自美國加州大學(xué)舊金山分校（UC San Francisco）的研究人員通過(guò)研究開(kāi)發(fā)出了一種方法，**利用光束來(lái)**控制胚胎干細胞的分化，從而使其可以分化成為神經(jīng)細胞來(lái)進(jìn)行**的體外研究提供一定幫助。
研究者M(jìn)atthew Thomson說(shuō)道，我們發(fā)現了一種基本的機制，細胞可以利用該機制來(lái)決定是否進(jìn)行發(fā)育；在胚胎發(fā)育期間，干細胞會(huì )表演一段精心安排的“舞蹈”，隨后其會(huì )從無(wú)作用、未分化的形式轉化成為構建機體主要器官系統的細胞。近些年來(lái)科學(xué)家們在未分化的干細胞中發(fā)現了很多可以編碼干細胞發(fā)育的基因，而揭示這些細胞如何忽視嘈雜的波動(dòng)以及快速反應形成機體所需細胞一直是科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。
為了檢測干細胞如何將發(fā)育線(xiàn)索作為關(guān)鍵的信號或是外部“噪音”，科學(xué)家們對培養中的小鼠胚胎干細胞進(jìn)行了工程化操作，他們利用藍色光脈沖開(kāi)啟了一種名為Brn2的基因，該基因是一種潛在的神經(jīng)分化的線(xiàn)索，通過(guò)調整光脈沖的強度和持續性，研究者就可以實(shí)現**控制Brn2的劑量，并且觀(guān)察細胞的反應。研究者表示，如果Brn2信號足夠強的話(huà)，干細胞就會(huì )快速轉化成為神經(jīng)元。
【8】Nature醫學(xué)顛覆性文章：杜氏肌營(yíng)養**其實(shí)是干細胞病
渥太華大學(xué)和渥太華醫院的研究人員**發(fā)現，杜氏肌營(yíng)養**（DMD）能夠直接影響肌肉干細胞。這項研究發(fā)表在十一月十六日的Nature Medicine雜志上，顛覆了人們長(cháng)期以來(lái)對這種**的理解，為實(shí)現更有效的**奠定了基礎。
渥太華大學(xué)和渥太華醫院的研究人員**發(fā)現，杜氏肌營(yíng)養**（DMD）能夠直接影響肌肉干細胞。這項研究發(fā)表在十一月十六日的Nature Medicine雜志上，顛覆了人們長(cháng)期以來(lái)對這種**的理解，為實(shí)現更有效的**奠定了基礎。
“近20年來(lái)，我們一直以為這些患者的肌無(wú)力主要是因為肌纖維出了問(wèn)題。但我們這項研究顯示，患者肌肉干細胞的功能本身就存在問(wèn)題，”文章的**作者Dr. Michael Rudnicki說(shuō)?！斑@徹底改變了我們對杜氏肌營(yíng)養**的認識，有望大大提高**的有效性?！?
【9】Nature：細胞失憶或促進(jìn)干細胞產(chǎn)生
成體細胞，比如皮膚或血液細胞，其都有一種特殊的細胞記憶，或者記錄細胞如何從未定型的胚胎細胞進(jìn)化到特殊的成體細胞；如今刊登于國際有名雜志Nature上的一項研究論文中，來(lái)自哈佛干細胞研究所等處的研究人員通過(guò)研究鑒別出了新型基因，當該基因被抑制時(shí)就會(huì )有效地擦除細胞的記憶，使細胞被重編程更加敏感，進(jìn)開(kāi)始進(jìn)行快速高效地重編程過(guò)程。
研究者Konrad Hochedlinger博士指出，我們開(kāi)始這項工作，因為我們想知道為何皮膚細胞是一個(gè)皮膚細胞，而且為何其在**天或者下個(gè)月，甚至是一年后不會(huì )改變其身份。人類(lèi)機體中的每一個(gè)細胞都具有相同的基因組或者DNA藍圖，而且在機體發(fā)育期間基因被開(kāi)關(guān)的方式可以幫助解釋每一種成體細胞如何變化；通過(guò)操控這些基因并且引入新型因子，科學(xué)家們就揭示了成體細胞基因組休眠的部分，以及如何對其進(jìn)行重編程來(lái)形成另外一種類(lèi)型的細胞。
【10】Nat Biotechnol：干細胞開(kāi)發(fā)出可產(chǎn)血清素的神經(jīng)元
近日，來(lái)自美國威斯康星大學(xué)的研究人員通過(guò)研究開(kāi)發(fā)了一種可以制造血清素的特殊神經(jīng)細胞，血清素是一種在大腦中扮演多種重要角色的化學(xué)物質(zhì)，其可以影響機體情緒、睡眠、焦慮、抑郁、食欲等表現，同時(shí)也在很多嚴重的精神性**中扮演者重要作用，比如精神分裂癥和雙相情感障礙等。
研究者Su-Chun Zhang說(shuō)道，從本質(zhì)上來(lái)講，血清素可以調節機體大腦功能的多個(gè)方面，包括運動(dòng)等，這種化學(xué)物質(zhì)是通過(guò)位于腦后特殊結構的一系列神經(jīng)元所產(chǎn)生的，而血清素可以發(fā)揮其影響作用是因為制造血清素的神經(jīng)元可以對大腦幾乎每一個(gè)部分產(chǎn)生影響。
相關(guān)研究刊登于國際雜志Nature Biotechnology上，研究者開(kāi)始對兩種類(lèi)型的干細胞進(jìn)行研究，其中一種來(lái)自于胚胎，另外一種來(lái)自于成體細胞，因為血清素神經(jīng)元在出生前就可以產(chǎn)生，因此研究人員必須在**中營(yíng)造一種適于胎兒發(fā)育的化學(xué)環(huán)境；他們表示，這聽(tīng)起來(lái)相當簡(jiǎn)單，但我們需要制造產(chǎn)生許多不同類(lèi)型的神經(jīng)細胞，為此就必須指導干細胞使其發(fā)育成為特殊的形式，隨后在特定的濃度下利用一種專(zhuān)門(mén)設計的序列分子進(jìn)行研究。
