近年来，干细胞的研究由于其在生物医学领域的巨大潜力，成为了国家自然科学基金的热点领域，众多项目获得了资助。
研究背景
干细胞科研是一个高度活跃的生物医学研究领域，主要关注干细胞的自我更新能力和分化成多种类型细胞的潜力。
多能性：干细胞能分化成体内任何其他类型的细胞。
自我更新：干细胞能进行无限次数的自我复制，同时保持其未分化的状态。
示例：
胚胎干细胞（ES细胞）：这些来自早期胚胎的细胞具有分化成体内任何细胞类型的能力。
成体干细胞：如骨髓干细胞，能分化成多种类型的血细胞，用于治疗白血病等疾病。
➱干细胞与疾病治疗
干细胞科研与疾病治疗之间的联系非常密切，因为干细胞的再生和修复功能为许多治疗方法提供了新的视角和可能性。例如：
再生医学：使用干细胞修复受损的组织和器官，如心肌梗死后的心脏修复。
疾病模型：利用干细胞模拟人类疾病的发生发展，以研究疾病机制和筛选药物。
细胞替代疗法：在类型1糖尿病中，可能使用胰岛干细胞替代损坏的胰岛细胞。
➱干细胞科研受到关注的原因：
治疗潜力：干细胞提供了治疗包括阿尔茨海默病、糖尿病及心脏病等多种无法用传统方法治愈的疾病的新途径。
科技进步：随着基因编辑技术如CRISPR的发展，科学家们现在可以更精确地操控干细胞，提高治疗的安全性和有效性。
伦理和法律：干细胞研究涉及许多伦理问题，如胚胎干细胞研究的争议，这推动了伦理学、法律和生物医学研究的交叉发展。
这些原因使得干细胞科研成为一个备受关注且不断发展的领域，为现代医学带来了革命性的影响。
多篇高分文献的研究
1. CD80 on skin stem cells promotes local expansion of regulatory T cells upon injury to orchestrate repair within an inflammatory environment
皮肤干细胞上的CD80在损伤时促进调节性T细胞的局部扩增，以协调炎症环境中的修复
发文期刊：《Immunity》IF：32.4
摘要：组织损伤后，上皮干细胞 （SC） 被动员进入伤口，在那里它们面对可能阻碍其修复损伤能力的恶劣炎症环境。在这里，我们研究了在这种炎症环境中保护皮肤SC的机制。迁移到伤口部位的毛囊 SC （HFSC） 的基因表达谱表征揭示了免疫调节程序的激活，包括 CD80、主要组织相容性复合物 II 类 （MHCII） 和 CXC 基序趋化因子配体 5 （CXCL5） 的表达。HFSCs中CD80的缺失损害了再上皮化，减少了外周产生的Treg（pTreg）细胞的积累，并增加了中性粒细胞在受伤皮肤中的浸润。重要的是，在缺乏pTreg细胞的小鼠中也观察到类似的伤口愈合缺陷。我们的研究结果表明，在皮肤损伤时，HFSCs通过促进Treg细胞的局部扩增来建立临时保护网络，从而实现再上皮化，同时仍然在这个生态位之外点燃炎症，直到屏障恢复。
（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38677291/）2024-05
2. Lymphatic endothelial-like cells in the glioblastoma tumor niche drive metabolic alterations that promote stem cell proliferation and survival
胶质母细胞瘤肿瘤生态位中的淋巴内皮样细胞驱动促进干细胞增殖和存活的代谢改变
发文期刊：《Neuro-oncology》IF：15.9
摘要：胶质母细胞瘤 （GBM） 是最致命的原发性脑癌类型，中位生存期不到 15 个月。胶质母细胞瘤干细胞 （GSC） 是肿瘤细胞的一个亚群，通过多种既定机制（包括治疗耐药性、血管生成、细胞侵袭和自我更新）促进肿瘤发生和细胞异质性。淋巴内皮细胞 （LEC） 形成淋巴管和淋巴结的结构，并通过旁分泌信号传导和免疫细胞募集促进对病原体的免疫反应。在一些实体瘤中，LEC驱动的肿瘤细胞信号转导与血管生成、肿瘤细胞播散和转移有关。肿瘤相关 LEC 也被证明在分子和功能上与非病理性内皮细胞不同，分泌可能为癌症治疗提供治疗靶点的肿瘤特异性因子。先前对其他肿瘤类型的研究表明，LECs优先与癌症干细胞生态位相互作用并维持癌干细胞生态位，促进干细胞增殖和自我更新。在大脑中，LEC 已在硬脑膜窦中描述，促进脑脊液引流以及中枢神经系统 （CNS） 免疫细胞的流入和运输。虽然 LEC 被认为是免疫监视和对脑肿瘤反应的介质，到目前为止，LEC尚未在GBM肿瘤生态位本身中得到证实，并且与GBM干细胞的直接相互作用尚未得到充分证实。
（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ 38417064/）2024-05
3.The effects of exosomes originating from different cell sources on the differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells into schwann cells
来源于不同细胞的外泌体对骨髓间充质干细胞分化为雪旺细胞的影响
发文期刊：《Journal of Nanobiotechnology》IF：10.2
背景
骨髓间充质干细胞（BMSC）在周围神经损伤期间可分化为雪旺细胞（SCs）;在我们之前的研究中，我们发现SC来源的外泌体（SC-exos）起着直接的诱导作用，而成纤维细胞来源的外泌体（Fb-exos）没有明显的诱导作用。神经干细胞（NSC）衍生的外泌体（NSC-exos）的诱导作用也得到了广泛证实。然而，没有研究同时比较这三种细胞的诱导作用。因此，本研究通过研究这3种细胞来源的外泌体对诱导BMSCs分化为SCs的影响，探讨了不同外泌体在促进干细胞分化为SCs细胞中的作用，并通过RNA测序对两组细胞进行了比较，以进一步缩小靶基因和相关基因通路的范围，以研究其相关机制。
材料及方法
我们从 SC、成纤维细胞 （Fb） 和神经干细胞 （NSC） 中提取外泌体，然后研究了这些外泌体在不同培养条件下诱导分化为 BMSC 的能力。采用荧光免疫、Western blotting和聚合酶链反应（PCR）检测诱导细胞中关键蛋白和基因标志物的表达水平;然后，统计比较了不同条件下的相对诱导效应。最后，我们通过RNA-seq分析了3种类型的外泌体，以预测靶基因和相关基因通路。
结果
BMSCs采用三种培养基培养：常规（无诱导）、预诱导或预诱导+原始诱导培养基（ODM），在不同培养条件下使用相同细胞来源的外泌体。当分别添加三种不同类型的外泌体时，BMSCs分化为SCs的总体诱导显著增加（P < 0.05）。诱导能力排序如下：预诱导+ODM+外泌体组>预诱导+外泌体组>非诱导+外泌体组。在相同的培养条件下使用来自不同细胞来源的外泌体，我们在三种培养条件下观察到以下趋势：RSC96-exos组≥NSC-exos组>Fb-exos组。在RSC96-exos组和NSC-exos组中，诱导BMSCs进入SCs的总体能力显著增强。虽然两组的诱导效率差异无统计学意义，但RSC96-exos组的整体诱导能力略高于NSC-exos组。通过将分化诱导结果与RNA-seq数据相结合，将3种类型的外泌体分为3个对照组：RSC与NSC、RSC与Fb和NSC与Fb。我们在这三组中鉴定了 203 个差异表达的 mRNA 靶基因。两个差异表达基因同时上调，即核黄素激酶（RFK，ENSRNOG00000022273）和核糖体RNA加工36（Rrp36，ENSRNOG00000017836）。我们没有鉴定出任何miRNA的共上调靶基因，但鉴定了lncRNA的一个靶基因，即ENSRNOG00000065005。分析确定了 90 个与 mRNA 中的神经和轴突相关的 GO 术语;此外，KEGG富集和GASA分析确定了3组13个常见的差异表达途径。
结论
我们的分析发现，诱导前+ODM+RSC96/NSC-exos培养条件最有利于诱导和分化。RSC96-exos和NSC-exos显著提高了BMSCs向SCs的分化效率。虽然没有统计学差异，但数据表明RSC96-exos有优势的趋势，我们在三组之间鉴定了203个差异表达的mRNA，两个差异表达的靶mRNA上调，即核黄素激酶（RFK，ENSRNOG00000022273）和核糖体RNA加工36（Rrp36，ENSRNOG00000017836）。90 个 GO 术语与神经和轴突有关。最后，我们在三种类型的外泌体中确定了 13 种常见的差异表达途径。希望能够提高BMSCs诱导分化为SCs的效率，为患者带来希望，为临床治疗带来更多选择。
（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ 38698449/）2024-05
4. PRC1 directs PRC2-H3K27me3 deposition to shield adult spermatogonial stem cells from differentiation
PRC1 指导 PRC2-H3K27me3 沉积以保护成体精原干细胞不分化
发文期刊：《Nucleic Acids Research》IF：14.9
摘要
精原干细胞的功能存在于缓慢循环和异质的未分化精原细胞群中。该细胞库通过平衡自我更新和分化以产生单倍体配子来支持成年男性的终生生育能力。然而，成年期未分化精原细胞长期干性的分子机制仍不清楚。在这里，我们发现表观遗传调节因子 Polycomb 抑制复合物 1 （PRC1） 保护成人未分化的精原细胞免受分化，保持缓慢循环，并在成人稳态精子发生期间指导分化。我们发现 PRC2 介导的 H3K27me3 是成人未分化精原细胞的表观遗传标志。事实上，精原细胞分化伴随着H3K27me3的整体损失。PRC1 的破坏会损害整体 H3K27me3 沉积，导致性早熟精原细胞分化。因此，PRC1 指导 PRC2-H3K27me3 沉积以维持未分化精原细胞的自我更新状态。重要的是，与其在其他组织干细胞中的作用相比，PRC1负向调节细胞周期以维持未分化精原细胞的缓慢循环。我们的研究结果对如何调整表观遗传调节因子以调节干细胞潜力、细胞周期和分化以确保成年男性的终生生育能力具有重要意义。
（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ 38142439 /）2024-03
5. Local delivery of stem cell spheroids with protein/polyphenol self-assembling armor to improve myocardial infarction treatment via immunoprotection and immunoregulation
局部递送具有蛋白质/多酚自组装装甲的干细胞球状体，通过免疫保护和免疫调节改善心肌梗死治疗
发文期刊：《Biomaterials》IF：14.0
摘要
干细胞疗法在治疗心肌梗死（MI）方面显示出巨大的潜力，但由于疾病部位恶劣的微环境，细胞存活率低和功能受损而受到限制。在这里，我们提出了一种基于间充质干细胞 （MSC） 球状体的 MI 治疗策略，通过在细胞球体表面引入蛋白质/多酚自组装装甲涂层，通过主动操纵敌对病理 MI 微环境并实现多功能，包括保护供体细胞免受宿主免疫清除、重塑 ROS 微环境和刺激 MSC 的促愈合旁分泌，显示出显着增强的治疗效果分泌。阐明了其潜在机制，其中铠甲保护以延长MSCs在MI位点的停留时间，并通过诱导缺氧诱导干细胞糖酵解来触发MSCs的旁分泌刺激，从而促进免疫调节和血管生成。此外，在心肌梗死大鼠中局部递送包被的MSC球体通过介导巨噬细胞极化促进愈合M2表型和改善心脏功能，显着缓解局部炎症和随后的纤维化。总的来说，这项研究为涂有多功能盔甲的干细胞球体的增强治疗效果提供了关键的见解。它可能为通过功能性生物材料赋能的干细胞疗法设计心肌梗死的免疫调节治疗开辟了一条新途径。
（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ 38513434 /）2024-06
小结
综上所述， 干细胞科研可以通过探索细胞微环境的操控来增强干细胞的存活率和功能，特别是在疾病模型和组织修复中。例如，通过使用生物材料如蛋白质/多酚自组装装甲来保护干细胞免受宿主免疫系统的清除，同时促进其功能。此外，利用高通量基因组技术，如RNA测序，来识别关键的信号转导途径和靶基因，将有助于精细调控干细胞的自我更新和分化，从而开发出更有效的治疗策略。这种方法将为干细胞的临床应用带来新的机遇，尤其是在心肌梗死、神经退行性疾病和其他难治性疾病的治疗中。
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2024年度国自然医学部50大科研热点的中标数统计如下：
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