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国自然科学问题分析:干细胞依然火爆
酸性刺激能使细胞产生多能性?这是小保方晴子曾经提出的一个悬乎的结论。9月24日出版的Nature杂志发表了一篇Brief Communication Arising文章,指出了7个研究小组“尝试重复实验制作STAP细胞,但未能成功”。
这一科学界丑闻闹了一年多,总算画上句号。但这个风波令干细胞领域的各位大牛们坐不住了,他们在同一期的Nature杂志刊登了一篇干细胞综述文章,告诫后来的干细胞研究者们,干细胞多能性的鉴定有很系统的方法学规范。看了这篇综述以后,大家千万避免出现小包方晴子那样的错误:凭着对阳性结果的期待,拿一些酸刺激后的细胞,发生荧光变化的“典型”的显微图片,就告诉世人,你成功制备出多潜能干细胞了。
以下是综述摘要
大家都知道干细胞具有维持自我更新、抑制分化的特点。那么,评估多潜能干细胞的功能和状态,有哪些标准?大牛们提出了需要从自我更新能力、发育潜能、多能性标记物检测三个方面进行。综述原文做了一个示意图,这里翻译如下图所示:
Hallmarks of pluripotency. Nature 525, 469–478 (24 September 2015)
具体来讲,多能性鉴定需要注意以下要点
选定三大核心标记物
OCT4又叫POU5F1
属于POU转录因子家族,主要表达于胚胎干细胞、生殖干细胞以及未分化胚胎癌中,对于维持胚胎干细胞的多潜能性和自我更新具有极其重要的作用。
SOX2
属于SOX区域Y相关HMG(High Mobility Group)蛋白家族,该蛋白家族在哺乳动物器官早期发育中发挥重要的作用。SOX2是调节哺乳动物胚胎发育的必要因子之一。在早期胚胎植入过程中发挥重要作用,后期则在胚胎神经上皮呈现限制性表达。也是维持胚胎干细胞自我更新和多潜能性的必要条件。
NANOG
属于DNA结合转录因子同源异型盒家族,是干细胞具有发育成各种类型细胞能力的“总开关”。无论是在胚胎干细胞还是诱导多能干细胞中,它都起着关键作用。
使用六大经典的功能实验
细胞的体外分化
畸胎瘤的形成
嵌合体
四倍体互补
单细胞嵌合体的形成
从基因组层面鉴定多能性
转录组分析
表观遗传学特性
基因组完整性
重视大数据,为重现性分析提供便利
用转录组、外显子、全基因组测序等手段对遗传指纹进行分析,如微卫星与单核苷酸多态性(SNP)技术
重视大数据,为重现性分析提供便利
提倡作者在文章发表后递交基因组数据,元数据和完整的分析细节,以便研究者可以参考借鉴
相信以上这些国际大牛提出的干细胞研究导向性的建议,会对大家有所提示。接下来,我们从国自然申请的角度,看看近些年国内科学家对干细胞研究的情况。从2000年至今,以干细胞为主题的申请书的数量和资助额度,都有逐年提高趋势。尤其是2012年,总资助额度翻了一番。其中,2015年,总资助数量达540个,资助总额达28,166万元。前几期,我们分析过miRNA、lncRNA等主题。对比近年来很火的lncRNA,我们发现2015年干细胞主题的申请书的数量是lncRNA的2倍多。由此可见,干细胞研究依旧十分火爆。2016年,你也不妨试试看!
另外,如果还觉得意犹未尽,回复“1929”可下载昨天的文章“干细胞一线科研大v的超强综述,不可不看!”(回复“2929”查看)里面提到的集结大牛们的综述:
The hallmarks of aging. López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1194-217. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.039
Hallmarks of cancer: the next generation. Hanahan D, Weinberg RA. Cell. 2011 Mar 4;144(5):646-74. doi: 10.1016/j.cell.2011.02.013
The hallmarks of cancer. Hanahan D, Weinberg RA. Cell. 2000 Jan 7;100(1):57-70.
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