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干细胞的发现可能会为一些膀胱缺陷疾病提供答案
发布时间: 2014-04-17     来源: www.sciencedaily.com

    来源:加州大学 - 戴维斯分校卫生系统

摘要:
第一次,科学家们已经成功地将人类干细胞以人工方法实验室培养发展成可以修复患者的缺陷或患病的膀胱所需的专门的,独特的细胞。这一突破具有重大意义,因为它提供了一个途径,为那些膀胱太小或不正常,如脊髓脊膜膨出的患儿和患有脊髓损伤或膀胱癌的成人提供再生的替代膀胱组织。
第一次,科学家们已经成功地将人类干细胞以人工方法实验室培养发展成可以修复患者的缺陷或患病的膀胱所需的专门的,独特的细胞。
这个由加州大学戴维斯分校研究所开发的突破性的再生疗法,今天在科学期刊干细胞转化医学出版,这一突破具有重大意义,因为它提供了一个途径,为那些膀胱太小或不正常,如脊髓脊膜膨出的患儿和患有脊髓损伤或膀胱癌的成人提供再生的替代膀胱组织。
 “我们的目标是利用人体干细胞在实验室中再生可以移植到患者,以增益或更换患病膀胱的组织,” 加州大学戴维斯分校儿童医院小儿泌尿外科手术的科室主任和引领这项研究的首席科学家,Eric Kurzrock教授说,这项研究命名为 “人类胚胎诱导和诱导多能干细胞转化为膀胱上皮。”
为开发膀胱细胞,Kurzrock和他的加州大学戴维斯分校的同事们研究了两类人类干细胞。在他们的关键实验中,他们使用的诱导多能干细胞(iPS细胞),这是来自于人的皮肤细胞和已被用基因方法重新编程的脐带血细胞的实验室培养,以转换为胚胎干细胞样状态。
如果另外的研究表明,从人体干细胞生长的膀胱组织的移植是安全的并对病人的治疗有效,Kurzrock说,那么移植物的来源是从患者自身的皮肤或脐带血细胞的iPS细胞。这种类型的组织将是最佳的,他说,因为它降低了大部分移植的典型风险,即免疫排斥反应。
在他们的调查中,Kurzrock和他的同事拟定了一份协议,来督促的多能干细胞转变成成为膀胱细胞。其过程是有效的,并且最重要的是,细胞增殖了很长一段时间--这在任何组织工程应用种都是关键因素。
 “这个发现最让人兴奋的是,它也开辟了利用多能干细胞的一系列机会,”扬Nolta,,加州大学戴维斯分校的教授和主任,干细胞计划和新的研究的合著者Jan Nolta说。 “当我们能够可靠地指导和分化多能性干细胞,我们有更多的选择,以开发新的和有效的再生医学疗法。我们用来创建膀胱组织的协议也提供了洞察其他类型的组织再生。”
加州大学戴维斯分校的研究人员首次使用从国家卫生研究院(National Institutes of Health)的人类干细胞库获得的人类胚胎干细胞。胚胎干细胞可以变成体内任何细胞类型(即,它们是多能干细胞),并且研究团队使用人工方法成工地将这些胚胎干细胞转化为膀胱细胞。然后他们使用相同的方案用人工方法从皮肤和脐带血制成膀胱细胞的iPS细胞,称为膀胱上皮细胞,该细胞排列于膀胱的内部。并且该细胞显示了一种非常独特的膀胱细胞蛋白和标记称为尿路上皮特异蛋白,这使得膀胱不能渗透尿液中的毒素。
加州大学戴维斯分校的研究人员调整了培养系统,在其中干细胞被激活以鼓励细胞增殖,分化和表达膀胱蛋白质,而不依赖于其他人类细胞的信号, Kurzrock说。在未来的研究中,Kurzrock和他的同事计划改造实验室培养,使他们不再需要动物和人类的组织,这将允许使用患者自己的细胞。
作为一个医生,Kurzrock的主要关注对象是患有脊柱裂及其他婴幼儿先天性疾患的儿童。目前,当他用手术重建孩子有缺陷的膀胱时,他必须用他们自己的小肠段。因为肠道的功能是吸收食物,这与膀胱的功能几乎相反,用肠道组织重建的膀胱组织可能会导致严重的并发症,包括泌尿系结石的形成,电解质紊乱和癌症。开发可替代的干细胞不仅仅侵入性较小,并且也应该被证明是更有效的,,他说。
加州大学戴维斯分校的研究的另一个贡献是它可能为膀胱癌的治疗打通了一条道路,根据美国国家癌症研究所的调查,每年有超过70,000名美国人被确诊患有膀胱癌。 “在测定触发患膀胱恶性肿瘤细胞的正常生理过程的偏差中,我们的研究可以为基础研究提供重要数据,”Nolta说。 90%以上的需要更换膀胱组织的患者是患有膀胱癌的成年人。 Kurzrock说:“这些患者的膀胱细胞不能被用来生成移植组织,因为植入的组织有很高的风险成为癌变组织。在另一方面,使用从患者的皮肤转变的膀胱细胞可能会减轻这种风险。我们的下一个实验将寻求证明这些细胞是更安全的。“
故事来源:
上面的故事是根据加州大学戴维斯分校卫生系统提供的材料。注:因内容和篇幅的需要,材料可能编辑过。
期刊参考:
Stephanie L. Osborna, Ravikumar Thangappana, Ayala Luriaa, Justin H. Leea, Jan Noltab, 和 Eric A. Kurzrocka。诱导人类胚胎和诱导性多潜能的干细胞分化为膀胱上皮细胞。干细胞转化医学,2014年3月DOI:10.5966/sctm.2013-0131
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