開(kāi)發(fā)出在體外長(zhǎng)期培養(yǎng)成體干細(xì)胞的方法

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)麻省總醫(yī)院（MGH）等機(jī)構(gòu)的研究人員開(kāi)發(fā)出的一種新方法可能引發(fā)成體干細(xì)胞培養(yǎng)領(lǐng)域變革。研究人員描述了獲得來(lái)自在日常治療肺部疾病期間收集的各種組織樣品中的氣道干細(xì)胞（airway stem cell），并對(duì)它們進(jìn)行增殖。這種方法似乎也可用于幾種其他的組織，如皮膚、胃腸道內(nèi)壁和道。相關(guān)研究結(jié)果于2016年6月16日在線發(fā)表在Cell Stem Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Dual SMAD Signaling Inhibition Enables Long-Term Expansion of Diverse Epithelial Basal Cells”。

“這種新方法為研究哮喘或慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）等任何一種氣道疾病開(kāi)辟了新途徑”，論文通信作者、MGH再生醫(yī)學(xué)中心科學(xué)家、哈佛醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)副教授Jayaraj Rajagopal博士說(shuō)，“盡管我們?cè)谶^(guò)去僅能夠允許成體干細(xì)胞增殖幾代，但是如今我們能夠在多家實(shí)驗(yàn)室持續(xù)幾年培養(yǎng)出足夠多的成體干細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。我們的方法也是非常簡(jiǎn)單的，避免了之前培養(yǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得很多實(shí)驗(yàn)室更容易采用它。”

人們已提出很多假設(shè)來(lái)解釋在體外培養(yǎng)時(shí)只能有限地維持成體干細(xì)胞的性能，包括保護(hù)染色體末端的端粒丟失和細(xì)胞衰老。Rajagopal團(tuán)隊(duì)著重關(guān)注一種已知調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和關(guān)鍵性分化過(guò)程的細(xì)胞信號(hào)通路。當(dāng)被TGF-β和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）等蛋白激活時(shí)，這種信號(hào)通路利用胞內(nèi)蛋白SMAD將信號(hào)傳遞到細(xì)胞核。

在這項(xiàng)研究中，研究人員研究了抑制SMAD通路是否能夠通過(guò)阻斷體外培養(yǎng)的成體干細(xì)胞分化而促進(jìn)它們?cè)鲋?。在一系列?shí)驗(yàn)中，他們首先證實(shí)TGF-β/BMP和SMAD信號(hào)通路在已分化的細(xì)胞中是有活性的，但在成體干細(xì)胞中是沒(méi)有活性的。在發(fā)現(xiàn)阻斷SMAD信號(hào)通路能夠阻斷小鼠氣道干細(xì)胞分化后，他們發(fā)現(xiàn)同時(shí)阻斷TGF-β/BMP和SMAD信號(hào)通路允許氣道干細(xì)胞增殖很多代。他們能夠從支氣管鏡檢（bronchoscopy）時(shí)采集的樣品中獲得人氣道干細(xì)胞。引人注目的是，他們也成功地從一些痰液樣品---咳嗽時(shí)從呼吸道排除的液體---中獲得人氣道干細(xì)胞并對(duì)它們進(jìn)行維持。

研究人員發(fā)現(xiàn)這一方法也可用于很多組織，包括皮膚、食道和等。這些器官中有不少當(dāng)前還不能在體外培養(yǎng)，因此，還有待觀察這些領(lǐng)域的科學(xué)家們是否能夠培養(yǎng)來(lái)自利用其它侵入性zui小的方法（如收集分泌物）獲得的樣品中的干細(xì)胞。如果經(jīng)證實(shí)確實(shí)能夠的話，那么它代表著個(gè)人化疾病研究方法取得重大進(jìn)展。