開發(fā)出在體外長期培養(yǎng)成體干細(xì)胞的方法

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國麻省總醫(yī)院（MGH）等機(jī)構(gòu)的研究人員開發(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，“盡管我們在過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)胞生長和關(guān)鍵性分化過程的細(xì)胞信號通路。當(dāng)被TGF-β和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）等蛋白激活時(shí)，這種信號通路利用胞內(nèi)蛋白SMAD將信號傳遞到細(xì)胞核。

在這項(xiàng)研究中，研究人員研究了抑制SMAD通路是否能夠通過阻斷體外培養(yǎng)的成體干細(xì)胞分化而促進(jìn)它們增殖。在一系列實(shí)驗(yàn)中，他們首先證實(shí)TGF-β/BMP和SMAD信號通路在已分化的細(xì)胞中是有活性的，但在成體干細(xì)胞中是沒有活性的。在發(fā)現(xiàn)阻斷SMAD信號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。