引诱多功效干细胞（引诱性多能干细胞最新研讨进展）
引诱性多能干细胞（iPS细胞）最初是日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）团队在2006年应用病毒载体将四个转录因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的组合转入到小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞中，使其重编程而得到的相似胚胎干细胞的一种细胞类型。这些ips细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传润饰状况、细胞倍增才能、类胚体和畸形瘤生成才能、分化才能等都与胚胎干细胞极为类似。
2007年11月，由中国科学家俞君英领衔的Thompson试验室和山中伸弥试验室几乎同时报道，胜利地引诱人皮肤纤维母细胞成为几乎与胚胎干细胞完整一样的ips细胞，所不同的是日本试验室依然采取了用逆转录病毒引入Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四种因子组合，而Thompson试验室采取了以慢病毒载体引入Oct4、Sox2加Nanog和LIN28这种因子组合。
相比于胚胎干细胞，iPS细胞不会发生伦理问题，而且应用宿主自身的成体细胞（如皮肤细胞、血细胞等）经重编程变成iPS细胞，将它们移植回雷同个体，应当有可能不会引发免疫反响，此外iPS细胞非常合适用来构建疾病模型，不过将iPS细胞用于治疗时也有风险：让ips细胞移植到体内时有可能会发生肿瘤。
基于此，小编针对近年来ips细胞研讨取得的进展，小编进行一番梳理，以飨读者。
1.Stem Cell Res & Ther：来自老年机体的人类引诱多能干细胞衍生的间充质干细胞或能“返老还童”
doi:10.1186/s13287-019-1209-x
原代间充质干细胞（MSCs）的应用往往充斥着与年纪相干的不足，诸如有限的扩大及过早衰老等，人类引诱多能干细胞所衍生的间充质干细胞（iMSCs，induced pluripotent stem cells-derived MSCs）已经被证明是MSCs的游泳临床起源，其能有效战胜与衰老相干的一些缺陷，这一概念的主要性体现在了一项1期临床实验的治疗中。
图片起源：journal.frontiersin.org
近日，一项刊登在国际杂志Stem Cell Research & Therapy上的研讨报告中，来自海涅大学等机构的科学家们就通过研讨剖析了iMSCs中与恢回生力相干的标记是如何获取的。研讨者比拟了分化自胚胎干细胞(ESCs-H1)的iMSCs和iPSCs（引诱多能干细胞）之间在细胞特征、转录组和分泌组上的差别，ipsCs源于年青人和老年人机体中的MSCs，其所发生的iMSCs（与起源无关）符合MSCs的尺度，而且体系树剖析成果证实，所有iMSCs的转录组与亲本的MSCs能集合在一起，但却不同于多能干细胞。
与供体的年纪和初始细胞类型无关，iMSCs能够获得与活气恢复相干的50个基因特征，这些基因会在多能干细胞中表达，但在亲本的MSCs中并不会表达。值得注意的是，在再生医学研讨上，iMSCs能够获得与原代MSCs相相似的分泌蛋白质组，这就突出了其通过旁分泌信号通路进行传导的才能。
2.Stem Cell Rep：科学家应用iPS开发出可工作的三维人工血脑屏障！
doi:10.1016/j.stemcr.2019.01.009
来自范德堡大学的研讨人员近日朝着在造就皿中培养出大脑的目的迈出了一大步。他们胜利地将引诱多功效干细胞造就引诱成为了三维的血脑屏障模型。
未来的药物测试和疾病研讨都依附于通过类器官（人器官的体外模型）肯定药物的疗效和效价。在脑类器官中复制内皮障碍是非常症结的，因为大脑必需被掩护起来免受血液中的物资的影响。
研讨人员过去在2维造就皿中通过引诱多功效干细胞造就出了大脑内皮，但是并没有在三维程度进行验证。
“以前开发药物之后只需在动物身上进行初步的测试之后就会进行人体实验，但是我们现在意识到这种办法存在一些问题。”生物化学和生物分子工程学副教授Ethan Lippmann博士说道。“我们筹划用这些模型去完成所有的其他临床前研讨。”力学工程学副教授Leon Bellan是该研讨的另一个通信作者，他表现这种办法甚至比之前的二维器官芯片更好。该研讨结果于近日发表在《Stem Cell Reports》上。
3.Nat Biotechnol：CRISPR给iPS披上隐身衣！破解移植排挤难题！
doi:10.1038/s41587-019-0016-3
近日来自加州大学旧金山分校的科学家们首次应用CRISPR-Cas9基因编纂体系去发明出了第一个免疫体系“看不见的”多功效干细胞，这是一个生物工程豪举，这个办法在试验室的动物模型中胜利地防止了干细胞移植的免疫排挤作用。由于这种通用的干细胞比病人个体化定制的干细胞更容易生产，因此这个办法让我们距离实现再生医学的终极目的更近了一步。
“科学家们一直在吹嘘多功效干细胞的治疗潜力，这些细胞可以生长成为任何成年人组织，但是免疫体系是安全有效的干细胞疗法最大的障碍。”该研讨引导作者、加州大学旧金山分校的心脏外科讲座教授Tobias Deuse博士说道。
为了让免疫体系无法辨认这些干细胞，研讨人员应用CRISPR-Cas9体系敲除了干细胞的重要组织相容性复合物（major histocompatibility complex，MHC）1和2对应的基因并使之高表达CD47，发明无论是小鼠还是人百思特网体起源的iPSCs都失去了免疫原性。这种无免疫原性的ipsCs可以保持它们的多功效干细胞的潜能以及分化的才能。
由无免疫原性的小鼠或者人ipsCs分化而来的内皮细胞、平滑肌细胞、心肌细百思特网胞都胜利地避开了MHC完整不匹配的异体受体的免疫排挤作用，同时在不应用免疫克制剂的情形下可以长期存活。这些发明表明这种无免疫原性的细胞移植物可以进一步开发用于通用的移植产品。
4.日本开展临床实验应用干细胞疗法治疗脊椎损伤
新闻起源：Japan trial to treat spinal cord injuries with stem cells
最近，日本研讨人员将应用一种干细胞进行临床实验，试图治疗脊髓损伤。东京庆应义塾大学的研讨小组已经获得了政府的同意，该实验应用所谓的引诱多能干（iPS）细胞 - 这种细胞有可能发展成体内的任何细胞 - 来治疗严重脊髓损伤的患者。
（图片起源：www.pixabay.com）
该大学表现，该实验预计将于今年晚些时候开端，最初将集中对4名患者展开治疗，这些患者在术前14至28天内产生脊椎损伤。该团队将把200万个iPS细胞移植到患者的脊柱中，然落后行康复治疗并进行一年的监测。该大学弥补说，对参与人数的严厉限制是必要的，因为这个进程是“前所未有的，世界上第一个临床实验”。
据报道，该研讨将针对18岁或以上完整失去活动和感到功效的患者进行。研讨人员表现，该实验的重要目标是确认移植细胞的安全性和移植办法。
5.PNAS:细胞替代疗法可用于治疗肌养分不良症
doi:10.1073/pnas.1808303116
明尼苏达大学医学院最近一项研讨为应用细胞疗法治疗肌养分不良带来了新的愿望。在这一发表在美国国度科学院院刊（PNAS）上的研讨中，作者深刻地研讨了体外发生的细胞如何到达肌肉再生的目标。
多年来，研讨者们率先在体外从多能干细胞造就分化发生肌肉干/祖细胞。这些细胞在移植到患有肌养分不良症的小鼠后能够发生新的功效性肌肉。如今，研讨人员已经推动了这些研讨成果，首次肯定了造就皿中发生的肌肉干细胞的分子特点。
“虽然移植的肌肉干细胞与成年肌肉细胞看起来不一样，但它们看起来也不再像胚胎细胞那样，因此，这些细胞在被移植到肌肉环境后会产生变更，”作者说到。
“我们早就已经知道知道肌肉干细胞在移植之后会发育发生新的肌肉细胞，但对组织环境在这一进程中的影响并不清晰。对此，我们这一研讨懂得了环境起着的具体作用，这是一个令人高兴的发明，”作者说到。 “在分子和功效程度上懂得移植后这些细胞产生的变更，对于为未来的治疗运用供给理论基本尤为主要。”
6.eLife：科学家辨别出与自闭症发病相干的基因突变
doi:10.7554/eLife.40092
近日，一项刊登在国际杂志eLife上的研讨报告中，来自加拿大多伦多大学病童医院等机构的科学家们通过研讨深刻说明了神经细胞突变对人类自闭症相干特征的影响。如今自闭症谱系障碍和自闭症患者常常会对一种特别疗法发生反响，即用引诱多能干细胞(ipsCs)衍生的神经元细胞来治疗患者，引诱多能干细胞能发生人体所须要的任何一种类型的细胞，但较高的成本意味着在单一的从测试中仅会有少数的引诱多能干细胞被应用，这就显著限制了自闭症的研讨，因此目前研讨人员持续在自闭症研讨范畴取得新的突破。
这项研讨中，研讨人员通过研讨树立了一种可伸缩的iPSCs衍生神经元模型来改良自闭症范畴的研讨，研讨者开发出了一种新型的资源库，该资源库中包括来自25名自闭症个体衍生的53种不同的iPSC细胞系，这些自闭症个体携带普遍的罕见遗传性突变。应用CRISPR基因编纂技巧，研讨人员开发出了四对等基因的ipsC细胞系（雷同或相似遗传组成），这些细胞系携带或不携带遗传突变，他们想通过研讨说明突变对个体机体自闭症特征的影响。
研讨者Eric Deneault博士说道，我们应用大范围的多电极阵列神经元记载和更传统的膜片钳记载来调查ipsC细胞系的突触特征和电生理特征，研讨成果揭示了遗传突变和神经元细胞特征之间的诸多有趣的关联。最让研讨人员不可思议的研讨发明是，缺失CNTN5或EHMT2基因的神经元会涌现一致的自发性神经网络过度活泼，其会诱发人群涌现自闭症特色，这种极度活泼神经网络的发明与当前研讨人员对自闭症的观点一致，这就为后期深刻研讨自闭症的发病机制供给了新的思路和愿望。
7.Gene Therapy：科学家开发出高效重编程干细胞的新型体系
doi:10.1038/s41434-019-0058-7
引诱多能干细胞（induced pluripotent stem cell）是许多再生医学研讨的主力军，其能从分化细胞开端，当裸露在一系列庞杂的遗传混杂制剂中时就会被重编程为多能干细胞，近日，一项刊登在国际杂志Gene Therapy上的研讨报告中，来自梅奥诊所的科学家们通过研讨表现，应用麻疹病毒载体，他们就能实现将四个重编程因子的多载体进程转化称为单一循环的载体进程。这一进程是安全、稳固、迅速且能运用于临床实践中。
此前，四种重编程因子（蛋白质OCT4，SOX2，KLF4和cMYC）能被引入细胞中引诱其以恰当的方法进行转变，从而到达研讨者的预期成果，这就会导致潜在部分重编程细胞的涌现，因为并不是所有细胞都接收了重编程所需的四个因素；这项研讨中，研讨者就将上述四个重编程因子整合入麻疹病毒载体中，使这一进程一步完成，而且所有的靶向性细胞都能被潜在重编程。
值得注意的是，研讨者所应用的麻疹病毒是减毒过的，即去除了病毒的危险因素，正如它们在疫苗中一样，同时病毒也能作为运输其它遗传物资的载体，麻疹病毒因其安全、迅速及可靶向性操作经常会被研讨者应用。最后研讨者表现，一种不进行基因组润饰的临床可用的重编程体系或许能使引诱多能干细胞疗法的普遍运用成为可能，在这些疗法中，研讨者就能使得患者自身的细胞被重编程，从而在特定的疾病器官中施展作用，避免细胞排挤的风险。
8.Cell：新研讨有望增长干细胞重编程效力
doi:10.1016/j.cell.2019.01.006
单细胞RNA测序（scRNA-seq）可揭示单个细胞在一个给定时刻表达哪些基因，并且能够供给关于细胞随时光的推移如何产生变更的大批数据。然而，scRNA-seq会损坏细胞，因此科学家们无法准确追踪细胞从一种状况改变到另一种状况时所采取的发育路径。因此，人们并未太多地懂得细胞在正常胚胎发育进程中或者当从一种成熟状况重编程为一种干细胞状况时如何产生转化。
在一项新的研讨中，为懂得决这个问题，来自美国布罗德研讨所的研讨人员应用一种壮大的称为“最佳运输（optimal transport）”的数学办法构建出一种称为Waddington-OT的框架。他们随后在对干细胞重编程开展的大范围scRNA-seq时光过程研讨中应用这种办法来预测细胞群体如何从一种状况改变到另一种状况。它为生物界供给了新的剖析才能和伟大的发育路径数据。相干研讨成果在2019年2月7日的Cell期刊上，论文题目为“Optimal-Transport Analysis of Single-Cell Gene Expression Identifies Developmental Trajectories in Reprogramming”。
图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.01.006。
具体而言，这些研讨人员在追踪将成熟细胞（在这项研讨中，指的是小鼠成纤维细胞）重编程为引诱性多能干细胞（ipsC）的发育进程的大范围scRNA-seq研讨中应用了Waddington-OT。在将Waddington-OT运用于所发生的数据集后，他们发明细胞重编程引起的发育程序和状况变更比之前以为的更加普遍。比如，在这种重编程过进展到一天半中，他们视察到这些细胞开端分为两个重要的细胞群体：一个细胞群体发生基质样细胞（支撑性的构造和结缔组织细胞）；另一个细胞群体阅历上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT），发生相似于ipsC、神经元和胎盘细胞的细胞。此外，他们视察到这些早期的细胞命运并非是固定的：在一个细胞群体中开端发育的一些细胞随后转化为另一个细胞群体中的细胞。
在随后的试验中，这些研讨人员依据Waddington-OT的预测成果，探究了将一种称为Obox6的转录因子和一种称为GDF9的细胞因子添加到重编程细胞中如何可能影响重编程效力。正如Waddington-OT所预测的那样，这两种蛋白因子加强干细胞增殖，这就表明Waddington-OT可能有机遇改良这种重编程进程的效力。
9.Cell Stem Cell：重大突破！首次引诱多能干细胞发生杀逝世肿瘤细胞的成熟T细胞
doi:10.1016/j.stem.2018.12.011
在一项新的研讨中，来自美国加州大学旧金山分校的研讨人员首次证实他们开发出的一种技巧引诱多能干细胞---它们能够发生体内的每种细胞类型，并且可在试验室里无穷制地生长---发生能够杀逝世肿瘤细胞的成熟T细胞。这种技巧应用一种称为人工胸腺类器官（thymic organoids）的三维构造。这种人工胸腺类器官通过模仿胸腺环境施展作用。在胸腺中，T细胞是由造血干细胞发生的。相干研讨成果于2019年1月17日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文题目为“Organoid-Induced Differentiation of Conventional T Cells from Human Pluripotent Stem Cells”。论文通信作者为加州大学旧金山分校的Gay Crooks博士。
在人工胸腺类器官中，人胚胎干细胞发生T细胞（红色轮廓），图片来自UCLA Broad Stem Cell Research Center/Cell Stem Cell。
T细胞是抵御沾染的免疫体系细胞，但也有清除癌细胞的潜力。通过应用加州大学旧金山分校开发出的这种技巧让自我更新的多能干细胞发生T细胞的才能可能导致人们开发出新的癌症免疫疗法，并可能增进人们进一步研讨针对HIV等病毒沾染和自身免疫疾病的T细胞疗法。这种技巧最有愿望的一个方面是它可以与基因编纂办法相联合，以便发明出几乎无穷制的T细胞供给用于大批患者体内而无需应用患者自己的T细胞。
10.Nat Neurosci：科学家说明自闭症谱系障碍产生的分子机制
do百思特网i:10.1038/s41593-018-0295-x
自闭症谱系障碍（Autism spectrum disorder，ASD）是一种相对常见的机体交换和行动发育障碍，其在美国影响着1/59的儿童的健康，尽管这种疾病如此风行，但目前研讨人员并不清晰诱发该疾病的原因以及如何有效治疗该病；近日，一项刊登在国际杂志Nature Neuroscience上的研讨报告中，来自索尔克研讨所的科学家们通过研讨将来自ASD个体机体的干细胞与正常个体机体的干细胞进行比较，首次说明了ASD个体机体衍生细胞发育模式和速度上的差别；相干研讨成果或能赞助研讨人员开发出能早期诊断ASD的新办法。
研讨者Rusty Gage说道，这项研讨中尽管我们对造就中的细胞进行了研讨，但相干成果或能赞助我们懂得基因表达的早期转变如何导致ASD个体大脑发育的转变，本文研讨或为后期研讨神经精力病学和神经发育障碍供给新的思路和办法。这项研讨中，研讨者对来自8名ASD个体及5名正常个体机体的干细胞进行研讨，将其转化成为多能干细胞，随后将这些多能干细胞裸露于特定化学因子中引诱其转化称为神经元细胞。
通过应用干细胞不同发育阶段的分子“快照”信息，在干细胞发育为神经元的进程中研讨者就能够以特定的次序追踪细胞处于开启状况的遗传程序，这或许就能揭示来自ASD个体的细胞表示出的症结差别，比如研讨者就视察到，在ASD细胞中，与神经干细胞阶段相干的遗传程序会在早期阶段开启，这种遗传程序包含与高几率ASD患病风险相干的许多基因，此外，相比对比组而言，最终由ASD个体发育所发生的神经元细胞会生长快速并表示出更为庞杂的分支。
研讨者Simon Schafer说道，目前科学家们假设，早期大脑发育的异常会导致自闭症产生，但他们并不清晰正常发育的大脑如何转化成为ASD的表示，本文研讨中，研讨人员肯定了症结的发育时代和相干的细胞状况，这或许就能赞助研讨者发明ASD产生进程中的常见病理学特色。相干研讨成果或能赞助研讨人员更加地细化当前的办法框架，并在患者涌现疾病症状前懂得早期的细胞生物学事件，同时本文研讨还能赞助研讨者开发更多动态学办法，来研讨参与ASD产生和进展进程的多种机制。