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细胞分化及功能性细胞的获得

   

如何大量获得具有特定功能的细胞如神经元、血液细胞及肝脏细胞等是当前再生医学研究的重要课题之一,因为它们是细胞移植及体外人类器官构建的基础。实验室将治疗性功能细胞获取的关键技术作为中科院”一三五”发展规划的三大突破之一,从而满足干细胞与再生医学对功能性细胞在临床应用上的需求。

王金勇课题组首次通过体内重编程将B细胞直接转化为有生理功能的T细胞。该细胞在免疫缺陷鼠和模拟临床骨髓移植预处理后的野生型小鼠均能快速重建T免疫系统,产生长期获得性免疫记忆。研究人员绕开体外无法模拟T细胞发育胸腺微环境的技术瓶颈,建立了一种体内大规模功能筛选获得再生T细胞的技术平台。科研人员从15个候选转录因子中筛选鉴定到Hoxb5这一因子。在体内将B细胞重编程为T细胞。经过长达两年跟踪观察,未发现致瘤性安全风险。 该方法理论上简单、高效、经济,对T细胞抗肿瘤疗法、艾滋病等T免疫缺陷相关疾病个性化疗法提供新思路,具有重大的临床转化意义(Nature Immunology,2018 )。

通过异种嵌合有望在异种动物体内获得从人多能干细胞分化而来的功能性细胞,包括胰腺细胞、造血干细胞等。潘光锦课题组研究发现凋亡是人多能干细胞异种嵌合的重要障碍;BMI1可以有效克服人多能干细胞在异种胚胎中发生的凋亡,进而促进异种嵌合。通过在primed hPSCs中过表达BMI1基因可以有效抑制primed hPSCs在小鼠囊胚中的凋亡;并且随着小鼠培养的发育,分化形成中内外三胚层的细胞。同样,过表达BMI1的primed hPSCs也能在兔和猪的囊胚中产生嵌合。本研究对从异种胚胎获得人功能性细胞具有重要意义(Nature Commun,2018 )。潘光锦组还在JBC(2018) 报道了体外获得不同脑区神经前体细胞诱导方法,揭示了人多能干细胞体外神经诱导过程中前后脑分区分化过程中的分子调控机制,对基础研究与临床应用均具有重要意义。