Nat Commun:iPS技術幫助科學家們成功將皮膚細胞轉化為骨骼肌細胞

2021-03-05 Cell

最近，生物醫學工程師們利用誘導多能性幹細胞技術成功地培育出了功能性的人源骨骼肌細胞。

這項研究是建立在2015年的一項研究成果的基礎上。當時杜克大學的研究者每年首次利用肌肉樣本培育出了功能性的骨骼肌組織。而最近的這項研究則利用了非肌肉組織進行轉化。該方法使得基因編輯用於細胞治療更近了一步。

相關結果發表在最近一期的《Nature Communications》雜誌上。


（圖片來源：www.medicalxpress.com）

在這項研究中，作者首先分離了成年人的分肌肉組織，例如皮膚或者血液，並且通過重編程的技術將其轉化為初生狀態。多能性幹細胞進一步在有Pax7的刺激下培養，該分子能夠釋放信號將初生組織轉化為肌肉組織。

隨著細胞的不斷增殖，其形態變得與成體肌肉乾細胞十分相似，只是緻密程度哺乳後者。雖然此前研究也有類似的進展，但從沒有人成功地將這些中間體最終轉化為成熟的，有功能的骨骼肌。

一旦細胞開始向肌肉的方向順利分化，作者等人立即停止了Pax7的刺激，並且給細胞以充足的養分，以幫助其能夠最終走向成熟。

在這項研究中，作者等人發現在經歷了2-4周的3D培養之後，肌肉細胞開始形成肌纖維，並且在外界刺激，例如電信號或化學信號，的作用下能夠成功收縮。

之後，他們還將這些新生成的肌纖維移植進入小鼠體內，結果表明這些細胞能夠最終存活而且通過血管生成的方式與內部組織相連，並且行使至少三周的功能。

這些肌肉組織雖然並不能夠達到天然肌肉組織的壽命，但研究者們認為其依然具有此前研究不可比擬的優勢。作者認為這種新方法所展現的再生醫學療法將有助於未來人類疾病的治療。

資訊出處：Engineers grow functioning human muscle from skin cells

原始出處：Lingjun Rao et al, Engineering human pluripotent stem cells into a functional skeletal muscle tissue, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-017-02636-4 

來源：生物谷

相關焦點

  • Nat Commun:iPS技術幫助科學家們成功將皮膚細胞轉化為骨骼肌組織
    2018年1月10日 訊 /生物谷BIOON/ --最近，生物醫學工程師們利用誘導多能性幹細胞技術成功地培育出了功能性的人源骨骼肌細胞。這項研究是建立在2015年的一項研究成果的基礎上。當時杜克大學的研究者每年首次利用肌肉樣本培育出了功能性的骨骼肌組織。而最近的這項研究則利用了非肌肉組織進行轉化。
  • Nat Commun:科學家成功將皮膚細胞重編程為多潛能幹細胞
    2018年7月9日 訊 /生物谷BIOON/ --我們的體內含有多種類型的細胞，每一種細胞都扮演著不同的類型的角色，2012年諾貝爾獲獎者—日本科學家山中伸彌通過研究將成體皮膚細胞成功轉化成了誘導多能幹細胞（ipsC），這一過程稱之為重編程作用。
  • 《自然》:科學家直接將皮膚細胞轉化為感光細胞 成功恢復小鼠視力
    《自然》：科學家直接將皮膚細胞轉化為感光細胞 成功恢復小鼠視力  Emma Chou • 2020-04-17 09:20
  • Science:科學家將成功下肢細胞轉化為面部軟骨組織細胞
    ，將下肢區域的細胞成功轉化成了可以製造軟骨的面部組織，研究者發現，一種由三種基因組成的基因迴路可以改變鳥類下體組織細胞的命運，從而將這些細胞轉化成為產生頭部軟骨和骨質的細胞。這項研究結果或可幫助開發治療面骨或軟骨缺失等狀況的療法，比如，因癌症導致的鼻部軟骨破壞而難以取代的情況；同時揭示面部軟骨發育的以傳統滷或可幫助開發新型的幹細胞療法，即將患者自身的皮膚細胞進行轉化並且用於修復鼻部組織。
  • 日研究者利用ips細胞成功再生豬膝關節
    【環球網綜合報導】據日本《產經新聞》8月16日報導，日本東京大學醫學部附屬醫院研究小組15日宣布，通過利用誘導性多功能幹細胞(ips細胞)，在實驗中成功再生了豬的膝關節。該誓言將有助於治療因膝關節軟骨被磨損變薄引起的「變形性膝關節症」。該研究小組今後將攜手京都大學ips細胞研究所，力爭在15年之後實現這一技術的臨床應用。
  • 日科學家發現萬能細胞(ips細胞)源頭
    據《日刊工業新聞》2011年5月31日報導，日本東北大學出澤真理教授與京都大學藤吉好則教授領導的研究小組在人體皮膚成纖維細胞中發現了萬能細胞（ips細胞）的源頭，可能推翻之前的ips細胞「細胞初始化」學說。
  • 一種將皮膚細胞轉化為多能幹細胞的新方法
    日本科學家山中伸彌(Shinya Yamanaka)在2012年獲得諾貝爾獎(Nobel Prize)之前就發現，成年皮膚中的細胞可以轉化為早期胚胎的典型細胞，即所謂的誘導多能幹細胞(induced pluristem cells, iPSC)，這個過程叫做重新編程。到目前為止，重新編程只有通過引入關鍵的基因來實現，這些基因被稱為山中因子，被人為地植入皮膚細胞中，在那裡它們根本就不活躍。
  • 【科技前瞻】Nature子刊:幹細胞重編程技術成功利用皮膚細胞生成骨骼肌組織
    近日，來自杜克大學的研究人員在此前利用肌肉組織培育出功能性骨骼肌組織的研究成果基礎上，成功利用幹細胞重編程技術實現了非肌肉組織向功能性骨骼肌組織的轉化
  • 小鼠骨骼肌細胞提取物的應用
    來源：ChemicalBook背景[1-4]小鼠骨骼肌細胞提取物是從小鼠骨骼肌細胞提取的，小鼠骨骼肌細胞從正常小鼠骨骼肌組織製備，可以直接用於基因克隆，表達圖譜分析以及各種分子生物學實驗的研究。骨骼肌（skeletal muscle）又稱橫紋肌，附著在骨骼上的肌肉，肌肉中的一種。
  • 重磅級文章解讀科學家們在細胞分化研究上的新進展!
    近期，科學家們在細胞分化研究領域都有哪些亮點成果呢？本文中，小編對相關重磅級文章進行整理，分享給大家！分化細胞直接分化成另一種細胞的能力非常罕見。通常這種變化需要認為幹預，在細胞分化或轉化為其他東西之前，將細胞恢復到培養皿中的幹細胞狀態。這一新發現表明，一些分化的細胞可能比普遍認為具有更高的可塑性。相關結果於近日發表在PNAS雜誌上。
  • 首例使用ips細胞的患者將現身日本
    一名日本眼病患者將成為第一個用誘導幹細胞（ips）治療疾病的人。
  • 原本認為在構建iPS細胞中至關重要的Oct4...
    2019年11月12日訊/生物谷BIOON/---自從2006年日本科學家山中伸彌（Shinya Yamanaka，如今是日本京都大學iPS細胞研究與應用中心負責人）發現了一種將完全分化的細胞引導回多能性狀態的方法以來，科學家們一直在使用他的配方來產生誘導性多能幹細胞（induced pluripotent stem cell, iPS
  • 誘導性多能幹細胞最新研究進展(第3期)
    值得注意的是，近年來，日本科學家在人體中開展了基於ips細胞的臨床試驗來治療疾病，取得了一定的成功。基於此，小編針對近年來ips細胞研究取得的進展，小編進行一番梳理，以饗讀者。1.PNAS：將人誘導性多能幹細胞轉化為產生睪酮的睪丸間質細胞doi:10.1073/pnas.1908207116在一項新的研究中，來自美國南加州大學和加拿大麥吉爾大學的研究人員在實驗室中成功地製造出人體中產生睪酮的細胞，這就為有朝一日利用個性化的替代細胞治療低睪酮患者鋪平了道路。
  • Cell Reprogram:首次將糖尿病足部潰瘍皮膚細胞重編程為iPS細胞
    2016年8月13日/生物谷BIOON/--在一項新的研究中，來自美國塔夫茨大學和哈佛大學的研究人員成功地將來自糖尿病足部潰瘍（diabetic foot ulcer）皮膚的成纖維細胞重編程為誘導性多能幹細胞（iPS細胞）。這種重編程技術在效率上類似於利用來自非糖尿病病人的健康足部皮膚細胞經過重編程所產生的iPS細胞。
  • 前沿| 將人iPS細胞轉化為產生睪酮的睪丸間質細胞
    來源：生物谷在一項新的研究中，來自美國南加州大學和加拿大麥吉爾大學的研究人員在實驗室中成功地製造出人體中產生睪酮的細胞，這就為有朝一日利用個性化的替代細胞治療低睪酮患者鋪平了道路。在這篇論文中，他們描述了他們如何將幹細胞轉化為功能性睪丸間質細胞（Leydig cell）---睪丸中產生男性性激素的細胞。論文通訊作者、南加州大學藥學院院長Vassilios Papadopoulos說，「我們的研究可能提供了臨床治療所需的移植細胞，此外還提供了一條測試和開發新藥的途徑。」
  • 即使疫情期間,日本IPS細胞也有新突破!
    但即使在這種情形下，日本科學家們仍沒有放棄新冠肺炎以外的疾病，前兩天日本就宣布他們用ips細胞製作出了全球首例肝癌模型。比如，你發現自己臉上有了皺紋，那就用iPS細胞修復自己的肌膚，讓自己重返年輕。日本岡山大學研究生院 健康系統綜合科學研究科 納米生物系統分子設計學研究室的妹尾昌治教授與Said M Afify博士組成的研究團隊，利用分泌多種炎症性物質的人類肝癌細胞株培養上清液，培育出小鼠的iPS細胞，並將iPS細胞誘導為癌症幹細胞，然後將癌症幹細胞移植到裸鼠肝臟中，製備成肝癌模型。
  • 科學家成功將結締組織細胞重編程為心肌細胞
    圖片摘自：timesofindia.indiatimes.com2016年11月11日 訊 /生物谷BIOON/ --最近，來自格萊斯頓研究所（Gladstone Institutes）的科學家們通過研究鑑別出了兩種化學物質或能改善心臟瘢痕組織轉化成為健康心肌組織的能力
  • 《科學》:科學家開發新技術 培養iPS細胞更安全
    美國威斯康星大學麥迪遜分校科學家最近開發出一種培養人類誘導多功能幹細胞(iPS細胞)的新技術，利用這種技術培養出的iPS細胞不含病毒載體或外來基因，安全性更高。
  • 科學家成功將幹細胞轉化為前體細胞
    近日，一項刊登在國際雜誌Cell Reports上的研究報告中，來自加州大學洛杉磯分校的研究人員通過研究發現，將參與機體發育的信號分子（特殊蛋白）同人類幹細胞進行合適混合就能夠誘導人類幹細胞成為體節樣（somites）的細胞，在發育的胚胎中，這些體節細胞就能夠產生骨骼肌、骨質組織以及軟骨組織
  • 如何利用CRISPR技術編輯人類誘導多能幹細胞?
    年時研究者開始對小鼠進行實驗，隨後在人類機體中進行實驗，研究者表示他們有可能將成體的皮膚細胞轉化成為多能幹細胞，隨後這些多能幹細胞就能夠被誘導轉化成為任何類型的細胞，這些細胞是個體基因組在細胞尺度的化身，而且其可以幫助科學家開發出那些不能取自活體的細胞類型，ipsCs通常能夠提供方法來模仿單成因及複雜的人類疾病，同時還可以指導進行基於細胞的療法。