研究：黑色素干细胞“卡住不动”导致毛发变白

研究：黑色素干细胞“卡住不动”导致毛发变白美国纽约大学等机构研究人员通过动物实验发现，毛发变白是因为黑色素干细胞“卡住不动”，无法移动到正确的位置接收相关分子信号，因而不能再分化成黑色素细胞。新华社报道，这项研究显示，小鼠的黑色素干细胞具有一种与其他成体干细胞截然不同的能力：它们会在毛囊的不同区室之间来回移动，在此过程中反复分化和去分化，即回到未分化的状态。随着毛囊老化，越来越多的干细胞卡在未分化区室无法脱离。研究人员推测，人类的黑色素干细胞也是通过这种独特机制维持再生和分化能力，让卡住的干细胞动起来就有可能让白发自然变黑。相关论文日前发表在英国《自然》杂志上。黑色素干细胞位于毛囊上部的隆突区域，移动到稍下的毛芽区域并分化成中间状态的“过渡放大细胞”，然后继续下行，在底部毛球区域变为成熟的黑色素细胞。此前人们认为，这个过程与其他成体干细胞分化一样是单向的，不会自行逆转。研究人员反复去除小鼠的毛，以迫使毛发再生，加快毛囊老化。活体细胞成像和基因测序显示，黑色素干细胞移动到毛芽区域变成“过渡放大细胞”后，还能回到隆突区域，“逆生长”成为未分化的干细胞。在实验进行的两年期间，保有移动能力的黑色素干细胞持续分化和去分化，显示该机制是长期持续的。小鼠几次被去毛之后，卡在隆突区域的干细胞超过了50%。隆突区域几乎接触不到分化信号分子，因此卡在这一区域的黑色素干细胞无法再分化。研究人员说，黑色素干细胞在正常生理状态下有如此之强的可塑性，可能是黑色素瘤难以治疗的原因之一。

脱发研究领域的新突破：递送microRNA刺激老化毛囊中的毛发生长

脱发研究领域的新突破：递送microRNA刺激老化毛囊中的毛发生长西北大学的科学家发现了如何软化这些干细胞，使它们能够再次长出毛发。在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的小鼠研究中，研究人员报告说，他们可以通过促进微小RNAmiR-205的产生来软化干细胞，这种微小RNA可以放松细胞的硬度。当科学家对干细胞进行基因操作以产生更多的miR-205时，它会促进年轻和年老小鼠的毛发生长。“实验对象在10天内开始长出头发，”西北大学Feinberg医学院PaulE.Steiner病理学研究教授和皮肤病学教授RuiYi说。“这些不是正在生成的新干细胞。我们正在刺激现有的干细胞长出头发。很多时候我们仍然有干细胞，但它们可能无法生成毛发。"“我们的研究证明了通过调节细胞力学来刺激毛发生长的可能性。由于有可能通过纳米粒子将microRNA直接输送到皮肤中，接下来我们将测试局部输送的miR-205是否可以首先刺激小鼠的毛发生长。如果成功，我们将设计实验来测试这种microRNA是否可以潜在地促进人类毛发生长。”这项研究是在基因工程小鼠模型中进行的。科学家们使用先进的显微镜工具，包括原子力显微镜来测量刚度，并使用双光子显微镜来监测活体动物的细胞行为。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364271.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364271.htm

癌症研究的新突破：确定了导致干细胞死亡或再生的生物途径

癌症研究的新突破：确定了导致干细胞死亡或再生的生物途径雪松-西奈儿童医院的执行董事、该研究的资深作者OphirKlein博士说，这些发现强调了身体需要产生恰到好处的新细胞。Klein说："这就像一个细胞生产的特殊情况，如果有过多的细胞分裂，最终会出现肿瘤。如果细胞分裂太少，你就会出现旧细胞替换不良的情况。"身体的细胞受到各种生物途径的调节。每条途径都涉及到细胞内的一系列分子作用，在细胞内产生变化，如创造一个新的分子，如蛋白质。在这项研究中，雪松-西奈和加州大学旧金山分校的研究人员观察了一个名为Discslarge1（Dlg1）的基因对Wnt信号通路的影响。该途径涉及一系列调节干细胞生长或死亡的分子相互作用。Wnt途径始于细胞表面，止于细胞内部，对干细胞更新和组织再生至关重要。虽然该途径已被广泛研究，但对于通过该途径的通信信号的频率的微小增加和减少如何影响新细胞的产生，仍有许多未知数。Klein说："这些信号或指令可以随着时间的推移以及在不同的健康和疾病条件下发生变化。"研究人员研究了实验室小鼠的肠道组织样本，以了解Dlg1的突变如何影响Wnt信号和干细胞在高度再生的胃肠道的互动。通过对样本进行基因表达分析，研究小组寻找通常沿Wnt途径发送信号的基因的变化。通过这个过程，研究人员能够看到信号频率的变化如何影响干细胞的产生。研究人员发现，当他们抑制Dlg1的表达，然后通过添加一种特定的分子（如病毒或药物）来增加Wnt途径的信号传递时，干细胞就会死亡，而不是产生新的子细胞。该研究的共同第一作者、现为Genentech公司首席科学家的DavidCastillo-Azofeifa博士说："通过更好地了解细胞信号传导，我们可以学习如何使用一种分子来加快或减慢这一途径，并使信号传导正常化，从而使某一器官拥有正确数量的细胞。"Castillo-Azofeifa曾是克莱因在加州大学旧金山分校实验室的博士后研究员。该研究的另一位共同第一作者、克莱因实验室的科学家托马斯-瓦尔德(TomasWald)博士说："对信号水平的正确解释对干细胞的生存至关重要。研究人员下一步计划研究Wnt途径和Dlg1在人类肠道样本中的作用，看看它们是否复制了在实验室小鼠中观察到的情况。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339115.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339115.htm

衰老细胞中隐藏的分子力学可能是刺激头发生长的关键

衰老细胞中隐藏的分子力学可能是刺激头发生长的关键衰老细胞名声不佳，因为它们与衰老的特征和许多疾病有关，包括癌症、糖尿病、心血管疾病和阿尔茨海默氏症。但新的研究发现，衰老细胞并不都是坏的。细胞衰老是指细胞停止分裂但没有死亡而是在体内积累。这是随着人们年龄的增长而自然发生的正常生理事件。现在，加州大学欧文分校（UCI）的研究人员仔细观察了小鼠皮肤中衰老细胞的分子机制，发现它们可以刺激毛发生长。皮肤含有富含祖细胞的毛囊，可以循环自我更新。这个过程是由激活毛发干细胞的信号启动的，导致它们分裂并使毛囊产生新的毛发。每个周期后，干细胞保持不活跃状态，直到周期再次开始。研究人员检查了皮肤色素斑点的小鼠，这些斑点含有过度活跃的干细胞，并显示出毛发生长加速。这些斑点与人类所谓的痣非常相似，这是一种深色且多毛的胎记。这些毛痣的独特之处在于，它们在积累大量衰老色素细胞的同时，仍会继续长出粗壮的毛发。通过检查皮肤斑点，研究人员发现它们的衰老色素细胞产生高水平的一种称为骨桥蛋白的信号分子，衰老的毛发干细胞具有一种称为CD44的匹配受体分子。当骨桥蛋白和CD44相互作用时，干细胞被激活并产生毛发。经过基因改造去除产生骨桥蛋白或CD44的基因的小鼠的毛发生长速度明显减慢。“我们发现，衰老的色素细胞会产生大量一种称为骨桥蛋白的特定信号分子，它会导致通常处于休眠状态的小型毛囊激活其干细胞，从而促进长而浓密的毛发的强劲生长，”该研究的通讯作者之一马克西姆·普利库斯(MaksimPlikus)说。作者。“衰老细胞通常被认为不利于再生，并且被认为会推动衰老过程，因为它们在全身组织中积累，但我们的研究清楚地表明细胞衰老有积极的一面。”研究人员还通过RNA测序的方式检查了人类的毛痣，发现痣与邻近正常面部皮肤之间存在显着差异，证实了骨桥蛋白在促进人类毛发生长方面的作用。研究人员表示，他们的发现可能会带来开发利用衰老细胞先天特性的脱发新疗法。“我们的研究结果为衰老细胞与组织自身干细胞之间的关系提供了定性的新见解，并揭示了衰老细胞对毛囊干细胞的积极影响，”该研究的主要作者王晓杰说。“随着我们了解更多，这些信息有可能被用来开发针对衰老细胞特性的新疗法，并治疗各种再生性疾病，包括常见的脱发。”研究人员计划扩大他们的研究范围，以检查头发生长的其他分子机制。“除了骨桥蛋白和CD44之外，我们还在更深入地研究毛状皮肤痣中存在的其他分子及其诱导毛发生长的能力，”Plikus说。“我们的持续研究很可能会发现其他有效的激活剂。”该研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366745.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366745.htm

干细胞研究的新发现带来了逆转骨关节炎的可能

干细胞研究的新发现带来了逆转骨关节炎的可能对于这种长期、渐进的病症，目前还没有治疗方法。关节疼痛和僵硬的症状只能通过止痛药和非甾体抗炎药（NSAIDs）来缓解，而长期使用这些药物实际上会加速骨关节炎症状的恶化。但在一项新研究中，南澳大利亚阿德莱德大学的研究人员发现，OA不仅可以治疗，而且可能是可逆的。这项研究的主要作者贾-吴（JiaNg）说："我们的研究结果重新认识了骨关节炎，它不是一种'磨损'病症，而是一种关键关节软骨干细胞的主动和药物可逆损失。"关节软骨是一种永久性组织，需要自我更新的祖细胞--干细胞的后代--的支持，以重新填充负责形成软骨的软骨细胞。然而，关节软骨的再生能力有限，损伤、慢性机械应力或年龄增长--即所谓的"磨损"--通常会导致OA。研究人员以成年小鼠的膝关节为研究对象，发现关节表面存在一种特殊的软骨祖细胞群，可生成关节软骨。这些以Gremlin1基因为标志的细胞在OA中被耗尽。他们通过实验表明，表达Gremlin-1的软骨祖细胞的丧失是OA的早期事件，反过来也会导致OA。为了在Gremlin-1细胞中发现治疗OA的分子靶点，研究人员重点研究了成纤维细胞生长因子信号转导，因为这一通路在调节软骨发育或软骨生成方面发挥作用。用成纤维细胞生长因子18（FGF18）治疗小鼠，可刺激动物体内多种组织的生成，从而引起关节软骨中Gremlin1细胞的增殖，导致软骨厚度明显恢复并减少了OA。"有了这些新信息，我们现在能够探索直接针对干细胞群的药物选择，而干细胞群是关节软骨发育和骨关节炎进展的罪魁祸首，"Ng说。"我们的研究表明，可能有新的方法来治疗疾病而不仅仅是症状，从而改善骨关节炎患者的健康状况和生活质量。"这一发现也为其他形式的损伤和疾病中的软骨再生提供了机会。这些发现是否能从小鼠转化为人类受试者还有待观察，但使用FGF18（临床上称为Sprifermin）治疗膝关节OA的五年临床试验结果已于2021年公布。虽然Sprifermin不能缓解OA症状，但研究发现它是安全的，而且可能会改善软骨厚度和体积。第三阶段试验正在进行中。该研究发表在《自然-通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393879.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393879.htm

干细胞疗法可再生受损的心脏细胞并改善功能

干细胞疗法可再生受损的心脏细胞并改善功能心脏缺血最常见的原因是动脉粥样硬化，即动脉中斑块的堆积。如果动脉被斑块完全阻塞，则会导致心脏病发作或心肌梗塞。以前的研究已经研究了逆转由缺血引起的心肌损伤的方法，包括移植人类多能干细胞(hPSC)，这些细胞是未成熟的细胞，可以通过分裂和分化为构成人体的主要细胞群来自我更新.它们可用于创建所需的任何细胞或组织。在临床前试验中，新加坡国立杜克大学(Duke-NUS)医学院的研究人员培养了实验室制造的hPSC，并使它们分化为称为心脏祖细胞的前体心肌细胞。该过程的关键是研究人员使用层粘连蛋白，层粘连蛋白是一种指导某些组织细胞类型发育的蛋白质。在这里，研究人员在心脏中发现的层粘连蛋白类型上培养了祖细胞。将大约2亿个11日龄的祖细胞注射到受损的猪心肌中。人们看到它们在受损组织中迅速组织起来，产生心肌移植物并继续成熟。“早在注射后4周，就出现了快速植入，这意味着身体正在接受移植的干细胞，”该研究的第一作者LynnYap说。“我们还观察到新心脏组织的生长和功能发育的增加，这表明我们的方案有可能发展成为一种有效且安全的细胞治疗手段。”研究人员还发现心脏的泵血能力有了显着改善，并且由缺血引起的肌肉死亡区域的面积减少了。前体干细胞移植前（左）和移植后（右）猪心脏的电解剖图。紫色区域代表健康组织，而其他颜色区域代表受伤组织。先前的研究移植了已经开始跳动的心肌细胞，这导致了致命的心律失常。在目前的研究中，研究人员使用了在移植后成熟并开始跳动的非跳动细胞。使用不跳动的心脏细胞可将心律失常的发生率降低一半。当发生心律失常时，它们是暂时的，并会在大约30天内自行解决。此外，移植的细胞不会引发肿瘤形成，这是与干细胞疗法相关的另一个问题。研究人员表示，由于使用层粘连蛋白来培养干细胞，他们的技术易于重现且安全。“为确保患者安全，基于细胞的疗法必须显示出一致的疗效和可重复的结果，”该研究的合著者之一恩里科·佩特雷托(EnricoPetretto)说。“通过广泛的分子和基因表达分析，我们证明了我们基于层粘连蛋白的方案用于生成治疗心脏病的功能性细胞具有高度可重复性。”该研究的有希望的结果可能会导致一种可以再生因缺血受损的心肌的治疗方法。该研究的通讯作者KarlTryggvason说：“我们的技术使我们更接近于为心力衰竭患者提供一种新的治疗方法，否则他们将带着患病的心脏生活并且康复的机会很小。它还将通过提供一种经过试验和测试的方案对再生心脏病学领域产生重大影响，该方案可以恢复受损的心肌，同时降低不良副作用的风险。”该研究发表在NPJ再生医学杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364387.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364387.htm