據(jù)以色列時報11月30日報道,以色列實驗室的科學(xué)家利用人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)(hiPSC)在世界上首次從同一個人身上獲得男性和女性干細(xì)胞。同基因 hiPSC 為研究人類性別差異提供了一個新平臺,并具有在未來促進(jìn)性別特異性醫(yī)學(xué)的潛力。
圖像:藝術(shù)家對具有 X 和 Y 染色體的細(xì)胞的描繪(frentusha via iStock by Getty Images)性圖像:
以色列科學(xué)家在世界上首次從同一個人身上獲得了男性和女性干細(xì)胞。
研究人員表示,他們已經(jīng)成功地從干細(xì)胞中培育出神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞,具有基因相同的雄性和雌性版本。
生物性別是影響發(fā)育、繁殖、發(fā)病機(jī)制和醫(yī)療結(jié)果的基本特征。由于遺傳變異的掩蔽效應(yīng)以及區(qū)分染色體與激素效應(yīng)的障礙,對性別差異進(jìn)行建模具有挑戰(zhàn)性。在這項工作中,我們開發(fā)了一種細(xì)胞模型來研究人類的性別差異。來自嵌合體 Klinefelter 綜合征患者的體細(xì)胞被重新編程以生成具有不同性染色體互補(bǔ)序列的同基因誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC) 系:47、XXY/46、XX/46、XY/45、X0。hiPSC 的轉(zhuǎn)錄分析揭示了在多能狀態(tài)和早期神經(jīng)發(fā)育過程中具有性二態(tài)性的新的和已知的基因和通路。女性 hiPSC 比男性 hiPSC 更接近原始多能狀態(tài)。此外,該系統(tǒng)能夠區(qū)分 X 和 Y 染色體對這些差異的貢獻(xiàn)。綜上所述,同基因 hiPSC 為研究人類性別差異提供了一個新平臺,并具有在未來促進(jìn)性別特異性醫(yī)學(xué)的潛力。
他們指出,神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞是一個概念證明,并表示他們相信任何人類細(xì)胞都可以從干細(xì)胞中獲得。一項經(jīng)過同行評審的研究概述了這一突破,向世界各地的研究人員提供干細(xì)胞以探索其可能性。
來自耶路撒冷 Hadassah 醫(yī)療中心的以色列科學(xué)家從一名因遺傳綜合癥而同時擁有男性和女性細(xì)胞的男性捐贈的細(xì)胞開始。
這些細(xì)胞在一個國際細(xì)胞庫中,提取干細(xì)胞的技術(shù)并不新鮮,但直到現(xiàn)在還沒有人采取主動?!拔艺娴牟恢罏槭裁催€沒有完成,因為這對醫(yī)學(xué)科學(xué)的好處非常顯著,”Benjamin Reubinoff 教授告訴以色列時報。
Reubinoff 與 Ithai Waldhorn 博士一起領(lǐng)導(dǎo)了這項研究,他說他衍生的干細(xì)胞可以開辟一種研究疾病和醫(yī)學(xué)治療的新方法。
Benjamin Reubinof 教授
眾所周知,男性和女性通常會因醫(yī)療條件和治療而受到不同的影響。但是,當(dāng)研究人員試圖記錄差異以推動科學(xué)發(fā)展時,他們往往會陷入困境。
這是因為,當(dāng)招募人員進(jìn)行研究時,性別只是定義他們的一個因素。通常不清楚人們是否會因為性別、基因、健康背景或一系列其他因素而對疾病或治療產(chǎn)生不同的反應(yīng)。
Reubinoff說:“這是我們現(xiàn)在第一次擁有遺傳學(xué)絕對相同的細(xì)胞,且在男性和女性版本中,” Reubinoff說?!斑@意味著我們可以比較和對比它們?nèi)绾螒?yīng)對藥物,或者使用它們對疾病進(jìn)行建模。
“換句話說,我們會以哪些方式知道細(xì)胞在男性和女性形式上的作用不同,而不是試圖從大型研究中得出這些信息。在研究中,結(jié)果可能是由于性別所致,但同樣可能是由于參與者之間的遺傳差異所致?!?/p>
Reubinoff說,可以從他的實驗室中種植潛在的無限供應(yīng)干細(xì)胞,這些干細(xì)胞可以用于大學(xué),醫(yī)院和制藥公司的大量實驗。
圖 1 同基因人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (hiPSC) 系的表征
這項研究始于Waldhorn從患有KlineFelter綜合征的男子找到稀有細(xì)胞。通常,女性有兩個X染色體,而男性有一個X和一個Y染色體。KlineFelter綜合征使男性具有兩個X染色體和一個Y染色體。
捐贈 Reubinoff 和 Waldhorn 使用的細(xì)胞的人在 Klinefelter 患者中很不尋常,因為他的血液中不僅有表征該綜合征的 XXY 細(xì)胞,還有正常男性 (XY) 和女性 (XX) 細(xì)胞的小亞群.這使得 Reubinoff 和 Waldhorn 能夠獲得男性和女性形式的基因相同的干細(xì)胞。
Reubinoff 希望其他研究人員能夠用來自其他少數(shù)具有 XX 和 XY 細(xì)胞的 Klinefelter 患者的細(xì)胞復(fù)制他們的方法。
他說,探索男性和女性對疾病和藥物反應(yīng)的差異至關(guān)重要。女性患上諸如多發(fā)性硬化癥和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等自身免疫性疾病的風(fēng)險更高,而男性在感染 COVID-19 和其他傳染病時更有可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的發(fā)病率。
心臟病發(fā)病率和各種精神疾病也存在差異。此外,藥物的療效和副作用也存在性別差異。
“這是性別醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一項突破,”Reubinoff 說?!爱?dāng)今醫(yī)學(xué)界認(rèn)識到男女差異的重要性。
“美國國立衛(wèi)生研究院近年來改變了政策,現(xiàn)在要求其資助的所有醫(yī)學(xué)研究都必須對男女平等進(jìn)行。我們開發(fā)的獨特干細(xì)胞系統(tǒng)將帶來關(guān)于性別差異的新發(fā)現(xiàn),并有助于比較藥物的療效和毒性?!?/p>
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說明:本文案例均摘錄于文獻(xiàn),僅用于科普干細(xì)胞相關(guān)知識,不作為醫(yī)療建議amin Reubinof 教授(哈大薩醫(yī)療中心提供)
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