宾夕法尼亚大学医学院的研究人员成功分离出一种新型成体干细胞资源,这些细胞具有分化为多种细胞类型的潜力。如果该培养方法能够大规模应用,并证明在动物和人类研究中安全有效,未来可能为治疗末梢神经疾病、帕金森病和脊髓损伤等疾病提供所需的组织。
该研究的负责人是华人科学家徐晓伟(Xiaowei Xu)博士。他和同事将研究成果发表在最新一期的《美国病理学杂志》(American Journal of Pathology)上。
此前,研究人员已知毛囊是成体干细胞的重要来源。利用人类胚胎干细胞培养条件,徐博士团队从头皮组织中分离并培养出一种新型多功能成体干细胞(头皮组织由美国国立卫生研究院的协作人类组织网络提供)。
这种多功能干细胞能够形成“毛球”(hair sphere)。通过将来源于“毛球”的粗加工细胞用不同类型的生长因子处理,研究人员成功诱导其分化为多种细胞类型,包括神经细胞、平滑肌细胞和黑素细胞。
分化后的细胞表达特定细胞类型的标记物,并能在培养组织中正常发挥功能。例如,14天后,黑素细胞培养基中20%至40%的细胞呈现出黑素细胞特有的网状形态。这些新细胞还表达色素细胞特有的生物标志物,当植入人工人类皮肤结构时,能产生黑色素,并对正常上皮细胞的化学信号作出响应。
14天后,神经细胞系中约10%的干细胞长出树突并表达神经元特异性蛋白。此外,这些细胞含有神经递质谷氨酸,但未检测到多巴胺。
在第三个细胞系中,生长于肌肉培养基中的80%干细胞分化为平滑肌细胞。这些新肌肉细胞在置于胶原混合物中时能够收缩。
总体而言,该研究证实人类胚胎干细胞培养基可用于分离人类毛囊中的多功能成体干细胞,并培养出新的细胞类型。徐博士表示,尽管这只是初步研究,但结果表明人类毛囊可能成为一种易于获取的个性化干细胞资源。
徐晓伟博士1992年毕业于上海医科大学(2000年与复旦大学合并),获医学博士学位。1996年,他在美国维克森林大学鲍曼格雷医学院获得博士学位。此后,他成为宾夕法尼亚大学医院临床和解剖病理学的研究人员。(生物通记者杨遥)