2020年终巨献：干细胞疗法重要研究成果解读！

时光总是匆匆易逝，转眼间，2020年就要结束了，在即将过去的一年里，科学家们在干细胞疗法研究领域取得了哪些重要的研究成果呢？本文中，小编对相关重要的研究成果进行整理，分享给大家！

图片来源：Medium

【1】Cell Stem Cell：移植人干细胞产生的多巴胺能神经元有望治疗帕金森病

doi：10.1016/j.stem.2020.08.014

在遭受创伤、中风或帕金森病等退行性疾病的损伤后，成熟的大脑在自我修复方面表现得非常糟糕。具有无限适应性的干细胞为更好的神经修复提供了希望。但是，大脑精确调整的复杂性阻碍了临床治疗的开发。在一项旨在克服这些障碍的新研究中，来自美国威斯康星大学麦迪逊分校、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、中国科学院大学、上海脑科学与类脑研究中心和杜克-新加坡国立大学医学院的研究人员在帕金森病的小鼠模型中展示了一种用于概念验证的干细胞疗法。他们发现，由人胚胎干细胞（ESC）产生的神经元可以很好地整合到大脑的正确区域，与内源性的神经元建立连接，并恢复这些小鼠的运动功能。相关研究结果发表在Cell Stem Cell期刊上。

关键在于身份。通过仔细追踪移植的干细胞的命运，这些作者发现这些细胞的身份---在帕金森病中指的是产多巴胺神经元（即产生多巴胺的神经元，也称为多巴胺能神经元）---决定了它们产生的连接和功能。随着越来越多的方法利用干细胞产生几十种独特的神经元，这项研究提示着神经干细胞治疗是一个现实的目标。然而，要将小鼠的研究结果转移到人类，还需要开展更多的研究。

【2】Nature：重磅！科学家成功发现诱导滋养层干细胞 有望帮助治疗女性孕期多种胎盘并发症！

doi：10.1038/s41586-020-2734-6

近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自杜克-新加坡国立大学医学院等机构的科学家们通过研究取得了世界上首个令人意想不到的干细胞发现，相关研究结果或有望帮助开发治疗女性孕期胎盘并发症的新型疗法。科学家们都知道，成人机体的皮肤细胞能被重编程为类似于人类胚胎干细胞的细胞，随后其能被用来发育来自人类器官的组织，即诱导多能干细胞（iPSCs），但同样的过程却不能生成胎盘组织；iPSCs开启了个体化细胞疗法的潜力，并能为再生医学、安全药物测试和毒性评估提供新的思路和机会，然而研究人员对于如何制造ipsCs知之甚少。

这项研究中，研究人员通过联合研究分析了终将会转变成为ipsCs的成体皮肤细胞所发生的分子改变，此外在研究过程中，研究人员还发现了一种新方法，其能够帮助制造诱导滋养层干细胞（iTSCs，induced trophoblast stem cells），从而就能被用来制造胎盘细胞。基于本文研究结果，后期科学家们将会继续深入研究开发治疗胎盘并发症的新型疗法，同时测定药物对胎盘细胞的毒性影响，这对于女性怀孕至关重要。

【3】Cell子刊：揭秘科学家们如何利用组织干细胞来开发新型靶向性再生医学疗法！

doi：10.1016/j.stem.2020.09.011

干细胞（SCs）能够维持组织稳态并修复创伤，尽管在组织结构和再生需求方面存在一定差异，但干细胞在微环境生境沟通从静态过渡到再生状态方面通常会遵循相似的模式，日前一篇发表在国际杂志Cell Stem Cell上题为“Tissue Stem Cells： Architects of Their Niches”的研究报告中，来自洛克菲勒大学等机构的科学家们通过利用机体中受压力最大的组织中的皮肤上皮组织和骨骼肌组织进行研究强调了干细胞神经成分的相似性和差异性，同时还阐明了干细胞如何介导天然的组织再生并执行损伤所引起的机体的再生行为，此外，研究人员还讨论了在机体老化期间这些通讯网络是如何中断的，以及理解组织中干细胞的特性如何帮助改善再生医学疗法的研究和开发。

文章中，研究人员从：1）皮肤干细胞及其生境；2）静态及与肌肉干细胞生境之间的关联；3）脉管系统在肌肉干细胞生境中的关键角色；4）损伤后的组织修复；5）机体衰老等方面进行了详细阐述；这篇综述文章中，研究人员强调了组织干细胞作为“建筑师”设计并创造自身生境的自我调节角色，这需要精心的设计细胞外基质的结构组分，并将干细胞牢牢锁定到其生境中，合成生长因子和其它细胞类型也参与的细胞因子等；同时还能呈现出接收来自细胞邻居信号的特殊受体，研究者发现了干细胞的显著共性，其在各自的组织再生中的功能并不相同。

【4】Cell Stem Cell解读！基于多能干细胞的细胞疗法的未来与挑战！

doi：10.1016/j.stem.2020.09.014

诸如胚胎干细胞（ESCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）等人类多能干细胞或能为科学家们开发治疗难治性疾病和损伤的细胞疗法提供前所未有的机会，如今ESCs和ipsCs都已经用于临床试验中；然而研究人员仍然遭遇到了限制这些干细胞使用的实际问题，包括其固有的致瘤特性、免疫原性和异质性等。近日，一篇刊登在国际杂志Cell Stem Cell上题为“Pluripotent Stem Cell-based Cell Therapy—Promise and Challenges”的综述报告中，来自日本京都大学等机构的科学家们就回顾了20年来旨在克服上述三项困难的研究进展。

多潜能干细胞(PSCs，pluripotent stem cells)的一个重要优势就是其拥有无限增殖的潜力，因此，如今我们就能为移植准备数十亿个多种多样的人类细胞。然而这一特性或许也是一把双刃剑，如果细胞在移植后仍然不断增值的话，其就会导致肿瘤形成，我们可以考虑三种致瘤的情况，首先如果未分化或/和未成熟的细胞保留在已经从人类PSCs分化的最终细胞产品中，畸胎瘤和肿瘤或许就会因为不正确的模式而出现；其次，如果重编程因子在诱导多能干细胞一直保持活性的话，其可能就会促进肿瘤的发生；第三，致瘤性或许是因为体外培养PSCs期间所发生的基因突变所诱发的。

【5】Cell Stem Cell：神经干细胞移植物有望治疗脊髓损伤

doi：10.1016/j.stem.2020.07.007

利用干细胞恢复因脊髓损伤（spinal cord injury）而丧失的功能一直是科学家和医生的雄心壮志。美国每年有近1.8万人患有脊髓损伤，另有29.4万人存在着某种程度的永久性瘫痪或身体功能减弱，如膀胱控制或呼吸困难。在一项新的研究中，来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报道，他们成功地将神经干细胞的高度特化移植物直接植入小鼠的脊髓损伤部位中，随后记录这些移植物如何生长和填充损伤部位，并与这些小鼠现有的神经元网络整合在一起。相关研究结果近期发表在Cell Stem Cell期刊上。

研究者表示，在这项研究之前，在实验室开发的神经干细胞移植物有点像黑盒子。虽然之前的研究已经显示出脊髓损伤动物模型在神经干细胞移植后功能得到改善，但是科学家们并不知道到底发生了什么。受损的宿主轴突广泛地生长到（损伤部位），而且移植神经元又将大量的轴突延伸到脊髓中，但是我们并不知道移植物本身内部究竟发生了什么样的活动。我们不知道宿主轴突和移植物轴突是否真地在进行功能连接，或者它们只是看起来可能是这样。”

图片来源：Nature Medicine, 2020, doi:10.1038/s41591-020-0985-2

【6】Nat Med：利用二甲双胍刺激齿状回中的神经干细胞有望治疗儿童脑损伤

doi：10.1038/s41591-020-0985-2

在一项新的研究中，通过对二甲双胍（一种用于治疗2型糖尿病的常见药物）进行跨物种研究，来自加拿大多伦多病童医院和多伦多大学的研究人员发现也许有一天，人们可以利用大脑中的内源性干细胞来修复脑损伤。相关研究结果发表在Nature Medicine期刊上。研究者表示，之前没有人发现你可以服用一种已知作用于内源性干细胞上的药物，从而有可能诱导大脑生长和积极恢复。

Mabbott说，在如何治疗儿童脑损伤方面，二甲双胍有可能引发变革。他说，“我们正在真正地从'让我们帮助儿童控制和补偿他们的脑损伤'的模式转变为'我们实际上通过利用大脑自身的修复能力，以积极的方式治疗脑损伤本身。这项研究表明，二甲双胍对啮齿动物的神经发生（即大脑神经元的生长过程）和认知具有积极的性别依赖性作用，同时也在人体中证实它是安全的，可以继续进入人体的III期临床试验。这项研究中的人类参与者是接受过颅脑辐射的儿童脑瘤幸存者。

【7】Nat Biotechnol：新技术或能将干细胞成功分化为胰腺β细胞 从而有望开发治疗糖尿病的细胞替代疗法

doi：10.1038/s41587-020-0492-5

自身免疫性损伤所诱发的分泌胰岛素的β细胞的缺失会导致1型糖尿病发生，临床上胰岛细胞的移植或能潜在治疗糖尿病，但供体的胰腺却非常稀少；近日，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自德国环境健康研究中心等机构的科学家们通过研究开发了一种改进型的多能干细胞分化技术，其能在体外产生具有良好葡萄糖反应和胰岛素分泌的细胞，而这是迈向细胞替代疗法的重要一步。

人类多能干细胞（人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞）能够分化成为任何一种具有自我更新能力的细胞类型，因此多能干细胞就是产生特殊细胞类型用于细胞替代疗法的最佳来源，比如产生用于治疗糖尿病患者的β细胞，然而由于存在较多的分化步骤，目前体外β细胞的分化过程比较复杂，这一过程需要几乎20种信号蛋白和小型分子来调节细胞的生长和分化，而且能够持续超过四周时间。在这个多步骤过程中，并不是所有的细胞都能分化为靶向性细胞，其会采用错误的分化途径，这就会导致高度异质性的β细胞群体产生，而其并不具备完全的细胞功能，因此，研究人员就想通过研究改善干细胞衍生的β细胞的质量。

【8】Stem Cell Res Ther 羊水来源干细胞或可以治疗COVID-19！

doi：10.1186/s13287-017-0582-6

瑞典隆德大学(Lund University)的研究员Niels-Bjarne Woods开发出了肺特异性间充质干细胞，用于治疗肺部炎症和纤维化。这项研究现在可能是治疗与COVID-19相关的严重呼吸问题所需要的突破。如果向瑞典药品管理局的申请通过，一项临床研究可能很快就会进行。这不是一种COVID-19疫苗，而是针对那些已经患病的人的一种治疗方法。如果我们有机会迅速进行临床试验，我们就可以在疫苗出现之前就为患者提供治疗。

研究者表示，到目前为止，我们的研究表明，肺特异性干细胞显着减少炎症，并显着减少肺组织损伤。正是由于这些临床前的结果，我们相信使用这些细胞的治疗有可能挽救生命，并降低COVID-19危重症患者肺损伤的严重程度。该研究尚未发表，但2017年发表的一项探索了利用羊水间充质干细胞的研究奠定了基础。

【9】npj Regen Med：揭秘干细胞如何修复心脏病发作后带来的心脏组织损伤

doi：10.1038/s41536-020-0091-6

近日，一项刊登在国际杂志npj Regenerative Medicine上的研究报告中，来自梅奥诊所的科学家们通过研究发现了一种机体心脏病发作后干细胞激活的心脏愈合机制，研究者发现，干细胞能将心肌组织恢复到心脏病发作之前的状况，这或许就为后期研究者阐明这些干细胞的作用机制提供了新的线索和思路。

研究者表示，人类心肌源性细胞（cardiopoietic cells）会将注意力集中在受损的蛋白质上，从而逆转因心脏病发作所引起的复杂变化，心肌源性细胞衍生自骨髓中的成体干细胞来源，Andre Terzic博士说道，心脏病所引发的变化范围太大，以至于心脏无法进一步修复或预防心脏病发作所带来的损伤，然而，值得注意的是，心肌源性干细胞疗法能够部分或完全逆转三分之二疾病所引发的改变，比如85%受疾病影响的细胞功能类别会对治疗产生积极的反应。本文研究或能帮助理解干细胞如何恢复心脏健康，这或能为干细胞在多种情况下进行更广泛的应用提供一定的框架。

【10】Sci Rep：科学家成功从尿液中分离得到肾脏干细胞 未来或有望开发治疗多种肾脏疾病的新型疗法

doi：10.1038/s41598-020-57723-2

近日，一项刊登在国际杂志Scientific Reports上的研究报告中，来自杜塞尔多夫大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新方法，其能重复分离并鉴定来自不同年龄、性别和种族捐赠者的肾脏干细胞、尿源性肾祖细胞(UdRPCs，urine derived renal progenitor cells)。肾脏发挥着多种关键功能，比如其会维持机体液体水平的平衡，从食物、药物和有毒物质中过滤废物，以及调节血压水平等。

目前全球肾脏相关疾病的流行不断增加，大约19%-26%的急性肾脏损伤（AKI）都是由肾毒性药物所诱发的，急性肾脏损伤最终会进展为慢性肾脏疾病（CKD）并增加患者死亡的风险，糖尿病、全身性高血压和肾小球病是诱发CKD的主要原因。CKD是一种全球健康和经济负担，同时其还是诱发心血管疾病独立的风险因素，由于缺乏何时的器官捐赠者，基于干细胞的疗法就被认为是一种用于治疗肾脏相关疾病的可替代方法；截止到目前为止，研究人员利用骨髓、脐带血和羊水建立了多种成体干细胞来源，尽管这些来源拥有多种具有再生潜能的干细胞，但其使用价值非常有限，脐带血和羊水只能在出生前和出生时获取，而骨髓则需要侵入性的步骤，这常常与病人的风险和疼痛有关，肾脏活组织检查则用于产生用于研究的人类肾脏细胞。（生物谷Bioon.com）

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