日前,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種方法,可以在某些干細胞上做上條形碼標(biāo)記,從而使干細胞變得非常明顯,易于識別。
要從一個由數(shù)以萬億的其他細胞構(gòu)成的身體中找到干細胞是一件費時又費力的工作,而有了這樣一個方法就容易得多。不過這并不像在雜貨店用條碼機讀出商品上的條形碼那樣簡單。科學(xué)家必須將10到12中蛋白質(zhì)植入細胞中,使每個細胞被著上色,然后有根據(jù)的識別。與目前測定干細胞的方法相比,這種方法可靠性更高,速度更快。
科學(xué)家所采用的是一種新的血液基因識別系,名為SLAM。霍華德·休斯藥學(xué)研究所的肖恩·莫瑞斯與密歇根藥學(xué)院的一名副教授合做進行了該項研究。他們解釋說SLAM基因只能夠顯示某些細胞表面的受體蛋白。對于那些無法顯示,科學(xué)家仍然能夠檢測出相反的顯示狀態(tài),并將此做作為細胞“條形碼”的一部分。
找出哪些SLAM蛋白與干細胞相關(guān),哪些無關(guān)是揭示血液干細胞條形碼的關(guān)鍵所在。莫瑞斯和他的小組在實驗室中向老鼠體內(nèi)注射了一定劑量的多樣SLAM蛋白,并分析這種蛋白對這些嚙齒類動物的影響,從而找到了干細胞與SLAM蛋白的關(guān)聯(lián)。
盡管目前,實驗小組的結(jié)論是基于老鼠身上的實驗。但由于干細胞是原始細胞,能夠在特殊的血液細胞中生長,因此莫瑞斯認(rèn)為人類的血液干細胞也有可能能夠作上對比標(biāo)記。
他對記者表示:“我們想知道在人體內(nèi)這些表示是否能夠保持一年,且我們很快將對實施骨髓移植術(shù)的病人進行測試。這樣以來,就能夠找到更有效、更安全的藥物和治療方法。”
這種療法將會用在治療鐮狀細胞血癥、白血病已經(jīng)其他血液無序病癥。如果在這些標(biāo)記的指引下能夠找到新的干細胞種類,那么治療各種癌癥的新療法就能在不久的將來用于臨床治療。
密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在小鼠的原始造血干細胞上發(fā)現(xiàn)了一種生物“條形碼”。這種造血干細胞能夠產(chǎn)生血液中的不同類型的特化細胞。通過閱讀這種條形碼,研究人員能夠?qū)⑺母暮蟠?mdash;—祖細胞與這些干細胞區(qū)分開來。鑒別的秘訣就在于由SLAM基因家族表達的細胞表面受體蛋白的有無。
研究人員知道SLAM家族中的10個或11個基因有助于調(diào)節(jié)淋巴細胞的發(fā)育和活化,但是之前沒有人知道它們還與造血干細胞有關(guān)。研究的結(jié)果公布在7月1日的Cell雜志上。
目前,研究人員需要尋找一些不同的標(biāo)記并利用復(fù)雜的步驟來分離稀有的造血干細胞(HSCs)。利用SLAM標(biāo)記則能明顯簡化這個過程。
Kiel和Yilmaz利用芯片技術(shù)來測量三種類型的細胞(造血干細胞、多功能祖細胞和*發(fā)育的骨髓細胞)中基因活性水平。他們選擇了在HSC中表達水平較高的基因。而CD150就位于這個列表的頂上。
為了確定CD150是否在造血干細胞上表達,研究人員將CD150+和CD150-細胞移植到實驗小鼠體內(nèi),這種小鼠的骨髓細胞已經(jīng)被破壞。結(jié)果表明6個接受了CD150+細胞的6個小鼠的骨髓細胞恢復(fù)了正常,而接受CD150-細胞的9個小鼠中只有一個小鼠成功恢復(fù)。
當(dāng)他們用相同的步驟檢測另一個SLAM標(biāo)記CD244時,結(jié)果*相反。結(jié)果表明CD244+細胞是多功能祖細胞的一個標(biāo)記,而不是造血干細胞的標(biāo)記。在第三步中,研究組檢測了另外一種SLAM標(biāo)記CD48,并發(fā)現(xiàn)它只在更的細胞上表達:它既不在HSC上表達也不在祖細胞上表達。
在Cell上的文章中,研究人員還敘述了這些新標(biāo)記如何幫助他們鑒別染色的組織中的造血干細胞。這項研究使人們知道了HSC在骨髓和脾中的確切位置。
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