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内部世界科学:一次在干细胞上

一次在干细胞上

一簇胚胎干细胞。

人胚胎干细胞。 (图片信用:NIH)

这个小干细胞变成了心脏细胞,这种小干细胞制成骨,这个小干细胞有突变基因,这个小干细胞没有......当干细胞的研究开始十年前,它的可能性 - 从早期人的可能性 - 从脱落灯替代缺陷或患病细胞的开发 - 似乎睡觉的故事。

但国家健康机构支持的科学家正在学习越来越多的关于干细胞的基本生物学。它们针对每种类型的独特性质和潜力定位:胚胎干细胞可以成为任何细胞,可以成为专门组织或器官细胞的成年干细胞,以及诱导的多能干细胞,即成熟的成人细胞重新编程以表现为胚胎那些。

以下是五个发现,说明了大踏步的研究人员,研究人员在理解所有干细胞字符及其未来的命运方面。

命运的标志

亚瑟王的浪漫和他的圆桌骑士

像亚瑟王一样,干细胞可能会尽早标记,以实现其全部潜力。 (图片信用:从亚瑟王的浪漫和他的圆桌骑士的骑士,由Alfred Pollard,1917年说明。)

直到几年前,科学家认为组织类型的基因是休眠,直到干细胞分化为心脏,骨,皮肤或其他类型的细胞。但随后加州大学洛杉矶的研究人员发现蛋白质早期标志着这些基因,在多能阶段,当细胞具有广泛的未来功能的潜力时。科学家现在认为干细胞 ’区分其不同的命运的能力可能取决于这些标记的存在。洞察力可以帮助研究人员更好地了解多能性的性质,并确保干细胞充分发挥作用,并且能够在被视为治疗之前实现所需的命运。

僵硬,柔软,难以压力

三只小猪

就像砖房一样,僵硬的干细胞被切除,以变得强壮,如骨头。 (图片信用:来自三只小猪 by L. Leslie Brooke, 1904.)

并非所有干细胞都开始出来:就像三只小猪的房屋一样,有些似乎是由稻草和砖的其他人建造的。棕色大学的科学家确定干细胞的物理性质可以预测细胞最适合的组织的类型。他们发现骨细胞是最佳的僵硬的干细胞;脂肪最容易形成柔软,柔软的干细胞;并且可以最好地从具有高粘度或抗拉伸应力的干细胞产生的软骨细胞。对于遥远的未来,研究人员设想在同一程序中发生的干细胞检索,分拣和治疗;例如,修复骨骼的外科医生可以从患者中提取过量的脂肪,并选择最硬的干细胞以在手术部位注射。

用于制造心脏细胞的混合物

“灰姑娘;或者,小玻璃拖鞋,”

像魔法法术一样,营养素的右键将干细胞变成特定的组织类型。 (图片信用:来自“灰姑娘;或者,小玻璃拖鞋,”Andrew Lang,1889年编辑。)

当灰姑娘’S仙女母亲将南瓜进入马车,她不得不使用正确的咒语。类似地,对于同轴干细胞仅形成他们想要的细胞类型,科学家们已经了解到它需要正确的公式。加拿大多伦多再生医学中心的研究人员在加拿大创建了营养和蛋白质的混合物,该营养物质和蛋白质刺激人胚胎干细胞以成为心脏祖细胞或其开始阶段的成年心脏细胞。那些细胞生长到三种不同类型的化妆心肌。这项工作进展了我们对心脏如何发展的理解,并将科学家带来一个更接近能够为治疗目的产生心脏组织的一步一步。它还为研究人员提供了在实验室中运作心脏细胞的治疗的机会。

崇高的牺牲

“From Mjallhvít (Snow White),”

就像毒品苹果的巫婆一样,干细胞将蛋白质减少送到它们的线粒体,在DNA损伤使它们对发展胚胎的威胁成为威胁时,将蛋白质减少过度。 (图片信用:来自“From Mjallhvít (Snow White),” 1852.)

有时干细胞可能变得最佳的东西根本没有。如果通过接触化学品,辐射,病毒或其他因素,他们的DNA在关键阶段受到伤害,胚胎干细胞迅速杀死自己以防止随着细胞分裂而造成的损伤。北卡罗来纳大学的研究人员在Chapel Hill刚刚描述了如何。与其成年人同步不同,人胚胎干细胞具有活性版本的蛋白质BAX,其可以通过与其他关键蛋白沟通来关闭细胞。为了防止意外细胞自杀,每个干细胞储存其“poison apple”在Golgi装置中,在那里的可能与那些蛋白质相互作用。这种新的理解可以帮助开发干细胞疗法,也许是在帕金森这样的条件下取代细胞’s disease.

令人着荣的变态

“Swan princess”

与童话转化一样,皮肤细胞可以转化为干细胞进行研究。 (图片信用:“Swan princess”由Mikhail Vrubel,1900。)

干细胞aren’唯一有可能成为别的东西的细胞 - 研究人员已经开发了重新编程成人细胞的方法。当科学家对来自患有疾病的人的细胞来说,它们可以使用所谓的诱导多能干细胞来研究其条件和测试潜在治疗方法。例如,MT的研究人员。西奈医学院从与心肌病相关的遗传疾病中提取皮肤细胞,或心脏组织肿胀。科学家发现,当它们从皮肤样品中产生干细胞时,细胞继续成为患病的心细胞。他们的目的是研究这些,以确定为什么这些心脏细胞增长如此大,并制定了瞄准它开始的增长的干预措施。

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