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研究人员找到了防止任意细胞发育的简单方法

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-29浏览次数:1242

希望开发出更好的肾脏疾病治疗方法的科学家们将注意力转移到实验室中不断增长的肾细胞群中。有一天,所谓的类器官 - 从人类干细胞生长 - 可能有助于修复受损的肾脏或用于检测为对抗肾脏疾病而开发的药物。

然而,圣路易斯华盛顿大学医学院的一项新研究发现潜伏细胞 - 大脑和肌肉细胞 - 潜伏在肾脏中。科学家发现这些细胞仅占有机体细胞的10%到20%,但它们的存在表明用于诱导干细胞无意中成为肾细胞的“食谱”刺激了其他细胞类型。

虽然乍一看这一发现可能被视为使用肾脏样器官替代人体肾脏的挫折,但仍有希望。研究人员找到了一种简单的方法来防止大多数这些反复无常的细胞的形成,其他科学家可以使用相同的方法在其他器官中找到流氓细胞,如脑,肺或心脏。

该研究于11月15日发表在细胞干细胞上。

“对于发育器官作为影响人类疾病的模型,有很多热情,”肾病科高级资深医学博士,医学博士Benjamin D. Humphreys说。 “但是科学家还没有完全意识到构成这些器官的一些细胞可能不会模仿我们在人体中发现的细胞。好消息是,通过简单的干预,我们可以防止大多数流氓细胞的生长。它应该真的加速我们。开发更好的人类肾脏疾病和器官样器官的药物发现模型,同样的技术可以应用于其他器官中的流氓细胞。“

肾脏器官周围兴奋的主要原因之一是治疗肾衰竭患者的挑战。仅在美国,就有近50万人接受了终末期肾病的透析。

“肾脏器官的发育是由我们有许多肾功能衰竭患者无法提供有效药物的现实所驱动的,”Humphreys说,他也是Joseph Friedman的医学肾病教授。

对于目前的研究,研究人员研究了世界各地的科学家广泛使用的两种食谱来生长肾脏样器官。一个开始于美国国立卫生研究院(NIH)批准用于研究的胚胎干细胞,另一个开始于多能干细胞的诱导,多能干细胞从成体细胞重编程并具有发育成任何类型的人类细胞的能力。

将药物和生长因子的混合物添加到干细胞中以使它们发育成肾细胞。在实验室周围种植器官四周后,时间长度足以使细胞专门化。研究人员问:我们得到了什么样的细胞?

研究人员依靠相对较新的技术进行深入研究,而不是通过抽查来识别构成器官的细胞。他们使用单细胞RNA测序来分析来自65个肾样器官的83,130个细胞的数千个基因的活性。

“这将产生大量数据,我们的大脑无法理解它,”汉弗莱斯解释道。 “但计算机可以很容易地比较83,000个细胞的遗传活动,并使用人工智能结合基因表达的细胞类型。因此,它不是在寻找我们认为在课堂上发现的细胞,而是帮助我们找到,即使我们从未想过它们会在那里。“

不管配方如何,研究人员发现生物体中10%至20%的细胞错过了发育成肾细胞的线索,但却成了脑细胞和肌肉细胞。然而,例如,通过重建干细胞发育成脑细胞的渐进过程,它们能够准确地看到物体偏离轨道的位置并防止脱靶细胞的形成。这将脑细胞数量减少了90%。该方法提供了一个路线图,帮助其他科学家消除其他类型的类器官中的流氓细胞。

汉弗莱斯说:“由于缺乏良好的模型,开发更好的肾脏疾病治疗方法的速度很慢。” “我们依赖老鼠和老鼠,它们不是人类。有许多药物可以减缓或治疗啮齿动物的肾病。”但它在临床试验中失败了。因此,将人类干细胞引入肾样结构是非常令人兴奋的,因为我们许多人认为这可以消除从小鼠到人类的“翻译损失”。

该研究由美国国立卫生研究院国家糖尿病和消化和肾脏疾病研究所(DACs DK和DK),美国心脏协会和Chan Zuckerberg项目资助。