干细胞领域大牛亮点推荐Nature重大干细胞成果

  荷兰乌得勒支大学医学中心分子遗传学教授Hans Clevers是干细胞与癌症生物领域大师级的科学家，他曾首次克隆了TCF1基因，并在肠内证实了此干细胞。Clevers是生命科学突破奖、法国荣誉骑士勋章、荷兰狮子骑士勋章等荣誉获得者。在“干细胞在癌症发展过程中的作用”这一研究领域，他始终是一名领军人物。
  7月14日，Clevers在《Cell Research》杂志上发表了一篇题为“Controlling the diversity of cell populations in a stem cell culture”的文章，向我们亮点推荐了由Jackson实验室的Frank McKeon博士和Wa Xian博士领导的一个研究小组近日在Nature杂志上发布的一项重大干细胞研究成果。
  成体干细胞是组织维持和再生的主要驱动者。开发出成体干细胞体外培养方法对于更好地了解组织稳态及干细胞生物学具有至关重要的意义。此外，干细胞培养技术也有望推动疾病建模和再生医学等临床应用。从健康或患病小鼠和人类器官中直接取得组织干细胞，过去的十年里科学家们在建立对这些干细胞的培养方法方面取得了许多重大的进展。现在，来自Jackson实验室的研究人员报告称，他们开发出了一种特异扩增肠干细胞的新方法。
  在Nature文章中，Wa Xian博士和同事们描述了一种培养条件可以支持长期及高度均一地扩增来自人类胎儿和成人小肠及结肠的干细胞。他们将单细胞悬液种植在小鼠成纤维细胞滋养层上。这些干细胞长成了完全由高度克隆干细胞构成的二维克隆。经多次传代这些肠干细胞克隆仍保持了自我更新能力，并维持了基因组稳定性。在一种利用气-液界面的特异培养条件下，这些细胞生成了肠道中所有类型的分化细胞，从而在部分程度上模拟出了体内的肠道构造。
  2013年，Clevers研究组曾在Science杂志上发表文章称，在富含层粘连蛋白（laminin）的3D基质中进行了类器官培养，在这样的培养条件下干细胞快速自我更新，最终生成了一个封闭的三维肠结构。而在Wa Xian等培养条件下的干细胞在滋养层上以扁平的2D克隆继续增殖，没有发生分化。Clevers指出，由于两种培养条件中添加的生长因子几乎完全相同（包含Wnt激动剂R-spondin、EGF、BMP拮抗剂和TGF-β抑制剂），培养基质以及类器官中潘氏细胞局部生成的Wnt3有可能是造成两种系统之间差异的关键因子。
  Wa Xian等还利用这一培养模型探讨了肠干细胞的分子特性。以往的研究通过分析类器官系统的基因表达揭示出，肠干细胞携带了沿着肠道注定区域特异性分化的信息。利用克隆培养，Wa Xian等证实肠干细胞这种注定的区域特异性分化是在胎儿期（20-21周）被编程。此外，作者们比较了肠干细胞培养物与源自表皮、气管和其他组织的干细胞的转录组图谱。这些研究证实了，Wa Xian等的培养系统为深入研究成体干细胞的分子和功能特征提供了潜在的机会。
  在文章的最后，Clevers指出他的培养方法与Wa Xian小组的方法两者之间可以彼此互补，用来研究成体干细胞和组织稳态。
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