干细胞医疗新工具：VSEL技术

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VSEL(very small embryonic-like stem cells)是指脂肪组织及骨髓中存在的一类非常稀少的多能干细胞，细胞体积非常小，具有胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)的典型特征。

这种多能干细胞通过体外培养，可以分化成所有三胚层细胞系来源的细胞系（神经细胞、皮肤上皮细胞、皮肤真皮层细胞，成纤维细胞，血管内皮细胞，骨骼、肌肉、心脏、肝脏、胰腺等组织），因此近期收到了广泛的关注。


VSEL在应激或者受伤的情况下，游移到外周血中帮助修复受损组织，被看做是原始胚芽细胞中的一个休眠群体，具有多能干细胞的多种细胞标志因子，可分化为骨骼、肌肉、心脏、神经细胞、肝脏、皮肤上皮细胞和胰腺等组织。
9 J, I! T) o# R' d  c2006年，美国路易斯维尔大学James Graham Brown癌症中心干细胞研究所主任Mariusz Ratajczak博士在世界上首次证明骨髓中存在着一类非常稀少的多能干细胞，这类干细胞可以在应激或者受伤的情况下游移到外周血中帮助修复受损组织。这类细胞被称作“稀有的非常小的类胚胎干细胞”(VSEL干细胞)。VSEL可以被看作是原始胚芽细胞中的一个休眠群体，这类干细胞具有多能干细胞的多种细胞标志因子，可分化为骨骼、肌肉、心脏、神经细胞、肝脏、肠上皮、皮肤上皮细胞和胰腺等组织。进一步研究证实， VSEL干细胞具有和胚胎干细胞相似的多种特征。最近证实VSEL干细胞可分化成所有的三个胚层系：外胚层，内胚层和中胚层。
这一重要发现意味着每个人都拥有一群非常原始的类胚胎干细胞，这些细胞可以用来进行潜在治疗。科学家们通过使用一种叫做G-CSF的动员剂将VSEL干细胞释放到外周血液中。G-CSF是通过FDA认证的一种“骨髓动员剂”。它可使存在于骨髓中的VSEL干细胞进入外周血液，通过一种血浆分离置换法收集，并储存VSEL干细胞。
目前科学家已优化VSEL干细胞的收集和扩增方法，并且已验证它们具有重建多种组织的能力。该技术的突破使人们可以获得大量扩增的VSEL干细胞修复退化的、受损的、病变的组织。重要的是，如果每一个健康人储存了自己的VSEL干细胞，就可以在将来患病的时候或者衰老时定向回输治疗多种疾病如脑血管、脑血管病、肝病、糖尿病等，达到抗衰老的功能并突破了成体血液干细胞只能单项应用的局限性。相关的临床实验也在美国进行，证明VSEL干细胞可以促进心肌梗死后心肌修复。
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近日来自美国辛辛那提儿童医院医学中心的科学家们利用干细胞诱导生成了功能性的人类肠组织，研究论文在线发表在12月12日的《自然》（Nature）杂志上。研究人员称他们的发现不仅将推动人类肠道发育、功能及疾病的研究，并向生成用于移植治疗的肠组织迈出了重要的一步。

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    “这是第一次利用培养皿中的人类多能干细胞诱导形成与人类肠组织非常相似的三维结构组织和细胞成分，”论文的资深作者、辛辛那提儿童医院发育生物学部门研究人员James Wells说道：“我们希望能够将干细胞转变为肠组织，并能最终在临床上使那些患有坏死性小肠结肠炎、炎性肠病、短肠综合征等疾病的患者获益。”
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0 ]4 i* `- L! ^: [% n. c! @6 z. a& D. o2 S    在新研究，科学家们利用了两种多能干细胞：人类胚胎干细胞(hESCs)和诱导多能干细胞(iPSCs)。iPSCs细胞是通过重编程人类皮肤细胞而获得的。

5 n$ w! W: L0 F/ j    “人类胚胎干细胞具有多能性，能够分化形成人体内超过200种不同的细胞类型。诱导多能干细胞是利用个体患者的体细胞重编程形成，衍生于这些iPSCs细胞的治疗细胞携带着患者的遗传物质，从而避免了免疫排斥的风险。由于iPSCs技术是近年来才开发出的一门新技术，目前科学家们还不确定这些细胞是否具有hESCs细胞的所有潜能，”Wells说：“因此在本研究中研究人员同时采用了iPSCs和hESCs细胞，从而进一步检测和比较了两种细胞的转化能力。”

9 b. F3 ~/ [% ~4 T, i! }& [    为了将多能干细胞转化为肠组织，科学家们在实验室利用化合物和生长因子进行了一系列同步的细胞操作以模拟胚胎肠发育过程。研究人员首先将多能干细胞转化为一种称为定型内胚层的胚胎细胞类型，这种细胞能够生成食管、胃肠及肺、胰腺和肝脏等器官内壁组织。然后研究人员将其诱导生成了称为“原始后肠”（生物通译，hindgut progenitors）的特异性胚胎肠细胞。接着，研究人员将这些细胞放置到他们称之为“原肠”（ pro-intestinal）细胞培养系统中培育以促进肠生长。

0 n* J- t8 M" O( n    在28天的时间内，研究人员通过这些操作生成了与胎儿肠组织相似的三维组织，其中包含了所有主要的肠细胞类型包括肠上皮细胞、杯状细胞、潘氏细胞和肠内分泌细胞。这一组织继续发育成熟获得正常人类肠组织的吸收和分泌功能，并形成了肠特异性的干细胞。
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    “全世界的研究团队都可以基于我们的发现来开展他们的研究。我们的新发现为科学家们开展人类正常肠发育和肠疾病机制的研究提供了很好的研究工具。此外这一研究发现还将促进开发出机体更易于摄取的药物，因为大部分的口服药物都是通过肠道吸收的，”Wells博士说。
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    在接下来的工作中研究人员将进一步确定这一肠组织是否能有效应用到肠疾患例如短肠综合征的移植治疗中。这将是第一次在动物体内开展此项检测。研究人员期待在不久的将来能将这些方法运用到人类疾病的治疗中。