突变干细胞在人类克隆性造血中的选择性优势与炎症和衰老反应减弱有关

人类克隆性造血的突变干细胞在衰老和炎症反应中的选择性优势 背景及研究动机 克隆性造血(Clonal Hematopoiesis,CH) 是一种与衰老相关的血液系统现象,指造血干细胞(Hematopoietic Stem Cells, HSCs)在获得特定的体细胞突变后发生扩增,使某一特定突变细胞系在个体血液中占据显著比例。近年来研究表明,CH与多种不良健康后果相关,包括心血管疾病、髓系恶性肿瘤和其他年龄相关的疾病。然而,突变细胞克隆如何在体内获得竞争优势并逐渐扩展,至今仍不清楚。 目前已有研究指出,CH中最常见的基因突变涉及DNMT3A和TET2基因,这些突变赋予突变细胞一定的选择性优势,使其在人体血液系统中逐渐扩展。因此,本研究聚焦于探究DNMT3A和TET2基因突变在CH中的作用机制,旨...

基于微流控的人类多能干细胞体节发生模型

以微流控系统为基础的体节发生模型研究 背景与研究动机 体节的形成在脊椎动物胚胎发育中起到至关重要的作用,尤其对胚胎肌肉骨骼系统的布局和功能产生了决定性影响。体节发生主要是通过双侧的原节中胚层(presomitic mesoderm, PSM)在头尾方向逐渐分段形成对称的上皮体节的过程。在该过程中,生化信号(如成纤维细胞生长因子FGF和视黄酸RA等)的梯度变化以及生物力学的影响是至关重要的。然而,现有的体节发生模型大多采用悬浮培养的方式,缺乏对生化梯度和力学信号的精确控制,限制了对复杂生化-生物力学相互作用的研究。 在此背景下,由密歇根大学和哈佛大学的研究团队合作开展了一项研究,通过微流控装置构建了人类多能干细胞(hPSC)来源的PSM组织模型,并在该模型中引入外源生化梯度,从而实现了体节发生...

胆固醇合成增加驱动多发性硬化症患者干细胞模型的神经毒性

神经退行性疾病的脂代谢机制——一项关于多发性硬化症的最新研究 多发性硬化症(Multiple Sclerosis,MS)是一种常见的中枢神经系统(CNS)炎症性自身免疫脱髓鞘疾病。随着病情的进展,患者逐渐出现神经损伤和残疾。尽管近年来针对复发型多发性硬化症的治疗取得了一定进展,但对疾病后期的进展型多发性硬化症(Progressive Multiple Sclerosis,PMS)患者而言,能有效减缓神经退行性进程的治疗手段仍然缺乏。由于其病理机制的复杂性,当前的治疗手段难以针对性地保护神经细胞,减缓神经功能的进一步恶化。因此,理解PMS中的关键致病机制并开发新的治疗靶点是学界面临的重要挑战。 研究背景与研究团队 为了探究PMS患者脑内神经细胞退行性变化背后的代谢机制,Rosana-Brist...

表位编辑防护CD123免疫治疗急性髓系白血病

Epitope Prime Editing Shields Hematopoietic Cells from CD123 Immunotherapy: A Novel Therapeutic Strategy for Acute Myeloid Leukemia 研究背景与问题提出 急性髓性白血病(Acute Myeloid Leukemia, AML)是一种以髓系造血干细胞(Hematopoietic Stem and Progenitor Cells, HSPCs)异常分化为特征的恶性血液病,全球范围内发病率持续增加,治疗难度极高。当前标准治疗包括化疗和异基因造血干细胞移植,但复发率较高且复发后的生存期普遍低于18个月,急需新的治疗策略。近年来,靶向治疗(如嵌合抗原受体T细胞治疗,CAR...

自身免疫小鼠的HSC来源的巨噬细胞中的代谢和表观遗传状态驱动训练性免疫

自身免疫疾病中HSC衍生巨噬细胞的代谢和表观遗传状态及其对训练性免疫的驱动机制 研究背景 在自体免疫疾病(Autoimmune Diseases, AD)的背景下,研究显示,长期的免疫系统活化和炎症反应不仅影响成熟的免疫细胞,同时也会对造血干细胞(Hematopoietic Stem Cells, HSCs)产生深远影响。自体免疫疾病患者中,存在大量的激活性髓系细胞,这些细胞通过产生炎症性细胞因子,在没有T细胞受体(TCR)刺激的情况下诱发自体免疫T细胞的活化,从而加剧疾病的病理发展。然而,造血干细胞在此过程中是否也受到影响并在后续免疫反应中扮演关键角色,仍然是一个重要的研究问题。 自体免疫疾病患者中存在的髓系细胞的炎症性状态与“训练性免疫”(Trained Immunity, TI)机制密...

人源化血管化巨噬细胞-胰岛类器官模型病毒感染引发的B细胞焦亡

背景 新冠疫情爆发以来,SARS-CoV-2感染不仅对呼吸系统造成影响,也与糖尿病等代谢性疾病密切相关。临床观察发现,新冠感染者中存在新发糖尿病和原有糖尿病加重的情况,特别是1型糖尿病(Type 1 Diabetes, T1D)的发病率有所上升。这引发了研究者们的关注,探索病毒感染在胰腺损伤及糖尿病发病中的潜在机制。 与病毒感染相关的免疫介导损伤研究领域中,人类模型的匮乏限制了对病毒感染引起的宿主损伤机制的深层理解。为此,杨柳柳(Liuliu Yang)等人所在的科研团队借助空间多组学技术,详细分析了COVID-19胰腺自体组织样本中的免疫细胞变化,建立了人多能干细胞(Human Pluripotent Stem Cells, hPSCs)衍生的血管化巨噬细胞-胰岛类器官模型,用于模拟病毒感...

使用人类多能干细胞衍生的心脏组装体模拟房室传导轴

基于人类多能干细胞衍生心脏组装体的房室传导轴建模 研究背景 房室(AV)传导轴负责心房和心室之间的电传导,是心脏电生理系统的核心部件。房室传导的延迟作用确保了心房和心室之间的协调收缩,以维持正常的血流。房室结区的心肌细胞具有缓慢的冲动传导特性,这种延迟对于血液充盈至关重要。房室传导系统的功能障碍可能导致严重的心律和收缩异常,例如房室传导阻滞。然而,现有的研究模型,如小鼠和斑马鱼模型,在模拟人类房室传导系统的关键特征上存在局限性,因此迫切需要一种更加生理相关的人类模型来研究房室结区的病理。 研究目的及方法 为此,Jiuru Li等科学家采用人类诱导多能干细胞(hiPSCs)衍生的心脏组装体(assembloids)来模拟房室传导轴,从而深入探究房室传导系统的功能机制和相关病理。研究团队来自阿姆...

气道分泌细胞来源的p63+祖细胞促进肺泡再生

肺泡再生:由气道分泌细胞衍生的p63+祖细胞的作用 背景介绍 肺的有效气体交换依赖于多种上皮细胞的精确结构和功能,而肺上皮细胞分布在导管型气道和肺泡两个不同的结构区域中。肺泡在受到损伤(如吸入毒素、病毒感染等)时,需要激活上皮干细胞或祖细胞进行再生,以恢复组织功能。在肺泡损伤后,表面活性物质分泌的肺泡Ⅱ型细胞(AT2)被激活,能够分化为扁平的肺泡Ⅰ型细胞(AT1),从而实现肺泡的修复。然而,肺内损伤诱导的不同类型的祖细胞的来源、命运和分化机制尚不清楚。 近年来,研究发现一种罕见的表达p63的基底样细胞在肺部严重损伤后会迁移到损伤区域并参与修复过程。特别是在流感病毒感染导致的肺泡损伤中,这些p63+细胞会扩增并形成管状结构。然而,这些细胞是否真正参与肺泡上皮的再生,以及其与其他祖细胞群的关系仍...

肉瘤中的药物敏感性和耐药性景观

背景介绍 该研究所探讨的是肉瘤(sarcoma)患者个体的药物敏感性和抗性景观。肉瘤是一类来源于间充质的肿瘤,种类繁多,包括骨肉瘤、软组织肉瘤等,患者多为年轻人。虽然肉瘤的年发病率较低,但其致死率很高。例如,骨肉瘤在年轻患者中的癌症死亡原因中排名第三。现有治疗手段包括手术切除、化疗、靶向治疗和放疗,但这些方法往往无法治愈,许多患者的五年生存率较低。由于肉瘤的异质性及其亚型的多样性,有效治疗方案难以确定,因此迫切需要新型个性化治疗方案。 近年来,精准医疗技术逐渐成为帮助识别可行特征、提升患者治疗效果的重要工具。常用的方法包括下一代测序(NGS)和免疫组化(IHC),用于识别分子改变和潜在的药物靶点。然而,遗传变异的复杂性和化疗及靶向治疗的有效性有限,使得通过基因精准医学选择药物的效果往往不尽如...

山雀猴和人类滋养层干细胞在信号需求上存在差异并重现不同的滋养层入侵模式

人类与狨猴滋养层干细胞的信号需求差异 背景与研究动机 胚胎着床及胎盘形成是胎盘类哺乳动物(Eutherian)发育的关键特征。滋养层(trophoblast)是胚胎外层细胞群,起到介导胚胎与母体组织连接的作用。滋养层细胞来自于前胚植阶段的滋养外胚层(trophectoderm),并在胚胎着床时发生原始细胞融合以形成侵入性细胞,进而穿透子宫上皮形成三大细胞谱系:细胞滋养层(cytotrophoblast)、合胞滋养层(syncytiotrophoblast)和外绒毛滋养层(extravillous trophoblast)。在人类早期发育中,合胞滋养层会分泌人绒毛膜促性腺激素来维持妊娠,而外绒毛滋养层深层侵入子宫,促进血管重塑及免疫调节。 然而,由于伦理和技术限制,人类早期胚胎的样本获取困难,...