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,...

炎症诱导的表观遗传印记调控肠道干细胞

Inflammation-Induced Epigenetic Imprinting and Intestinal Stem Cell Regulation 近年来,科学界对非免疫细胞的“记忆”能力,特别是成人组织中特定干细胞在经历炎症后产生记忆并影响其功能的现象,产生了极大兴趣。然而,这种炎症记忆是否也适用于胃肠道的干细胞,以及这种记忆对其再生和修复能力的影响,仍不明了。为了探索这一未知领域,来自Baylor College of Medicine、University of Michigan和MD Anderson Cancer Center等机构的Zhao等人发表了一项开创性研究,聚焦于LGR5+肠干细胞(intestinal stem cells, ISCs)在急性胃肠道移植物抗宿主...

胚胎巨噬细胞在人体胰腺分化中的作用

人类胰腺发育过程中胚胎巨噬细胞的作用 背景与研究动机 胰腺的发育涉及多种细胞类型之间的复杂相互作用。近年来,胰腺微环境中多种细胞的相互影响逐渐受到关注,然而有关免疫细胞在胰腺器官发生中的作用尚未得到充分理解。在胎儿期,免疫细胞逐渐迁移到各器官,为建立外周耐受性提供支持,这一过程的缺陷与许多自身免疫疾病(如1型糖尿病)相关。胚胎期的巨噬细胞,尤其是来源于卵黄囊(yolk sac)的早期造血细胞,已知会迁移至多种发育中的组织,形成组织驻留的巨噬细胞群。然而在胰腺中,巨噬细胞如何参与内分泌细胞分化的具体机制仍不清楚。 本研究由Adriana Migliorini等人进行,来自多伦多大学健康网络的McEwen干细胞研究所,旨在通过单核RNA测序(snRNA-seq)技术深入分析人类胎儿胰腺中的造血细...

损伤中的造血干细胞库的线粒体丝氨酸代谢稳态维持

研究背景 血液系统的维持和修复对于机体的生命延续和健康至关重要,而作为血液系统的基础,造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)的稳定性尤为重要。造血干细胞的池维护依赖于内在和外在因素,其中低氧环境和抗氧化机制在HSCs的生存中发挥了重要作用。随着对细胞代谢的深入研究,科学家发现氨基酸代谢对HSCs的功能维持同样至关重要,尤其是丝氨酸代谢。然而,由于丝氨酸传统上被认为是非必需氨基酸,许多成人细胞可以自行合成,因此其在健康成体细胞中的作用研究较少。 本文由杜昌洪、刘超南等学者发表于《Cell Stem Cell》期刊,针对造血干细胞的代谢需求和丝氨酸的特异性代谢途径进行深入研究。他们发现,HSCs高度依赖外源性丝氨酸进行代谢,以产生NAD(P)H以维持细胞内的氧化...

一种特定于灵长类的内源性逆转录病毒包膜蛋白结合SFRP2可调节人类心肌细胞发育

一种灵长类特异性内源性逆转录病毒包膜蛋白通过抑制SFRP2调控人类心肌细胞发育 研究背景与意义 内源性逆转录病毒(Endogenous Retroviruses, ERVs)是远古时期病毒感染宿主基因组并整合入生殖细胞系后,随着进化过程被遗传至现代人类基因组中的遗留序列。这些ERVs占人类基因组的5%-8%,虽然大部分ERV基因因突变失去编码完整蛋白的能力,但仍有一些非编码ERV在早期胚胎发育中发挥调控作用。此外,ERV还可作为增强子或启动子调控附近基因的表达,参与生物体的多种生理功能。研究表明,ERV的衍生蛋白在早期胚外胚胎发育中具有重要作用,但ERV是否也参与体细胞发育尚不清楚。本研究探讨了灵长类特异性ERVH48-1(Suppressyn)的体细胞发育功能,研究其在早期胚胎发育中对中胚...

在体外模拟小肠组织的多层构建

微小肠系统的多层组织构建再现间质流动 研究背景 近年来,人体小肠的体外模型构建取得了显著进展,然而,完全复制其复杂的结构和功能特征仍具挑战。微小肠组织模型的目标是创建能够在药物代谢、感染性疾病研究中应用的组织系统,而传统方法未能实现小肠结构的分层与成熟化。研究团队推测,在胚胎发生期间由血浆循环驱动的间质流动可能是形成这些复杂结构的关键因素。为了更好地模拟这一过程,Deguchi Sayaka教授等人利用人类多能干细胞(pluripotent stem cells,PSCs),通过在微流体装置中复制间质流动,构建出类似人类胎儿小肠的多层组织。 研究来源 该研究由京都大学CiRA(诱导多能干细胞应用中心)Deguchi Sayaka教授与Takayama Kazuo教授共同主导,作者团队包括京都...

SDHAF1在衰老造血干细胞中的作用:通过促进线粒体ATP生产提高代谢韧性

SDHAF1在衰老造血干细胞中的作用:通过促进线粒体ATP生产提高代谢韧性

研究背景与目的 随着年龄的增长,造血干细胞(Hematopoietic Stem Cells, HSCs)在骨髓中逐渐积累,并在各种应激条件下表现出代谢韧性。这种代谢韧性为衰老的HSCs提供了细胞生存优势,即使在低代谢条件下也能维持细胞活力。衰老通常导致HSCs功能下降,但一些研究显示,年老的HSCs在稳态下能够在骨髓微环境中的生长因子浓度偏低的条件下生存。对于衰老过程中的HSCs,能量代谢、代谢通路的适应性以及细胞内的氧化应激抵抗力是科学家们研究的关键问题。 本研究由Shintaro Watanuki、Hiroshi Kobayashi等人主导,发表在《Cell Stem Cell》上,旨在揭示衰老对造血干细胞代谢特征的影响。研究团队主要来自日本的Tohoku University和Kei...