Nature：谨慎使用干细胞疗法，器官由不同的成体干细胞分化形成

　　

来自犹他州大学的遗传学实验室的最新研究表明，单独的一个器官可能含有超过一种以上的成体干细胞，这项发现使得用干细胞取代损伤组织治疗各种疾病的前途变得复杂。

 

研究结果将发表在《Nature Genetics》上，Capecchi和遗传学家Eugenio Sangiorgi报道说，他们用Bmi1基因作为小鼠的肠成体干细胞的标记，他们惊奇的发现这种被标记的肠成体干细胞只存在小鼠的肠子上部1/3的地方。

 

这就说，在小鼠肠子的中部1/3和下部1/3的地方还存在至少一种其他的成体干细胞。这个小鼠的肠长大约12英寸。

 

Capecchi（2007年生理医学诺贝尔获得者）说，成体干细胞被认为是无差别的细胞，它可以在器官中分化为各种类型的细胞。医学研究者希望能将成体干细胞移植进入机体治疗各种疾病。举例来说，将成体干细胞放入胰腺中取代损伤的胰岛素分泌细胞，放入心脏中取代心肌梗塞致死的损伤的心肌，放入大脑中则取代帕金森病人损伤的多巴胺分泌细胞。这项新的发现有重要的意义，因为人们正打算用干细胞来进行治疗，用干细胞治疗各种疾病。

 

Capecchi说，人们一直认为各器官中的干细胞都是一样的，但是现在我们要说，在每一个具体的器官里都存在不同种类的干细胞。因此，如果你要选择干细胞进行治疗，那么你首先得认识复杂的干细胞。Capecchi是犹他州大学的人类遗传学最卓越的教授，也是Howard Hughes医学院研究所的副主席和研究员。

 

人类遗传学博士后Sangiorgi补充说，在小肠里有不同的干细胞，它们担任不同的功能。

 

如果建造一个小肠需要不止一种的成体干细胞，那么其他的器官同样需要多种干细胞就不值得惊讶了。

 

成体干细胞被认为是胚胎干细胞的替换品，胚胎干细胞被认为能发育成身体内任意一种细胞，而不是仅仅一个器官中的细胞，胚胎干细胞来自人工授精卵发育过程形成的胚胎。胚胎干细胞备受争议，因为有人认为胚胎也是有尊严的生命而不仅仅是一个受精的细胞。

 

Capecchi和Martin Evans 以及Oliver Smithies一起因建立了基因打靶技术而获得诺贝尔奖，基因打靶技术是将小鼠的胚胎干细胞的基因敲除掉，然后观察小鼠功能的变化以研究单个基因的功能。

 

获得肠成体干细胞

肠干细胞现在是研究最好的课题。因为，每2到5天，陈旧的外层肠细胞脱落后肠就要造出新的干细胞用于生产新的肠子。

 

Capecchi说，这是一个如地狱般的环境。食物被投入里面，各种酶开始切割这些食物。这就是肠的维持功能。

 

肠成体干细胞分化成各种肠细胞，有的用于吸收养分，有的用于分泌粘液使得肠壁平滑并保护肠壁，有的参与抵抗细菌及其他异物保会机体，有的与其他细胞保持有效的信息传递。

 

但是研究者还无法鉴别这些分别是来自哪种肠干细胞，以便他们研究。

 

Sangiorgi说，成体干细胞是一个巨大的潘多拉盒子，里面有很多未知的知识。

 

用标记的基因去监视干细胞

荷兰的研究者发现一种新的标记物，命名为Lgr5，用于标记肠干细胞。Sangiorgi a和 Capecchi使用相类似的方法，只是用不同的标记物，名为Bmi1的基因标记机肠干细胞。

 

标记的干细胞含有Bmi1基因，该基因能表达tamoxifen，tamoxifen是一种用于治疗乳腺癌的药物。Tamoxifen可活化细胞里的一种酶，在显微镜下细胞呈蓝色。Sangiorgi说，我们觉得利用这个基因来识别和标记小鼠的肠成体干细胞。Sangiorgi 和Capecchi展示了用Bmi1标记的肠成体干细胞，结果发现这些肠有两种关键的途径，他们能自我更新，或是复制更多的个体，以达到产生各种细胞的目的。

 

被标记了的干细胞程序蓝色，分化为各种肠细胞每5天更新一次肠。在1年后，再观察蓝色的肠细胞，结果干细胞不断更新分化成各种新的成体干细胞。

 

遗传学家还看到不同的肠细胞系来自成体干细胞。所有呈现蓝色的细胞都表明来自成体干细胞。

 

Capecchi说，遗传学家用白喉毒素杀死肠成体干细胞，我们将小肠去除，结果小鼠在2天后死亡。这说明这些干细胞在肠的生成过程中起重要的作用。Sangiorgi说，但是另我最惊讶的是，这些染成蓝色的成体干细胞只存在于小鼠肠道的上部1/3的位置，在小肠的下部越来越少，这也就说明还有其他的成体干细胞存在小肠里，并且对小肠中段和下段的形成起重要的作用。

（生物通 张欢）