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Case 研究发现
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发布时间: 2021 - 06 - 25
科学家发现,在胚胎中,器官会通过一种称之为自组装的方式来自发进展,而且在发育过程中,细胞的基本构件会相互作用,随着器官结构的出现和生长,其会四处移动并改变形状。自组装是自然界如何形成雪花晶体或鸟类的群体性行为的方式,这是很难进行设计的。器官的自组装要动态得多,对其,科学家们并不十分了解。       近日,来自维也纳生物中心等机构的科学家们发表了一项新的研究,他们成功地利用人类多能干细胞培育出了芝麻大小的心脏模型,成为心脏型类器官(cardioids),其能自发地自组装并形成一个空腔,而并不需要实验支架。这一研究进展有望帮助科学家创建一些迄今为止最逼真的心脏器官。相关研究结果发表在《Cell》杂志上。       此前,研究人员通过组织工程技术来建立3D心脏类器官,这一方法通常会涉及组装细胞和支架,就好像利用砖头和砂浆来建造房屋一样,但这些工程化的类器官并不具有与人类心脏相同的应对损伤的生理学反应,因此往往不能作为良好的疾病模型。       在这项研究中,研究人员想在培养皿中通过自组装来模拟器官的发育过程。他们通过激活参与胚胎心脏发育的六种已知的信号通路,以一种特定的顺序来诱导干细胞进行自组装。随着细胞的分化,这些干细胞开始形成独立的类似心脏壁的层状结构,发育一周后,自组装成拥有封闭空腔的3D结构,这是一种类似于人类心脏的自我生长轨迹。Cell:体外心腔样结构的形成过程       研究人员还发现,心脏类器官壁样组织能够有节律地收缩,将液体挤压到空腔内部中去。此外,他们分析了心脏类器官如何对组织损伤产生反应。随后,研究人员观察心脏成纤维细胞(负责伤口愈合的一类细胞)会开始向损伤位点迁移并产生特殊蛋白来修复损伤。&#...
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发布时间: 2021 - 06 - 04
衰老是一个复杂的生理过程,其影响之一就是肌肉质量的损失。由于老年人缺少足够的肌肉支撑,很容易摔倒甚至是出现伤残。为了应对这种损失,科学家们正在研究加快肌肉组织再生的方法。       近日,来自美国沙克生物研究所的研究人员发表了一项新的研究,他们发现了一组能够加速肌肉再生的特定因子,并揭示了这种情况发生的机制。该研究或能帮助运动员以及老龄化的成年人更有效地再生肌肉组织。相关研究结果于发表在《Nature Communications》期刊上。图片来源网络       在这项研究中,研究人员使用了一组被称为山中因子(Yamanaka factor,即OSKM)的蛋白质组合,并对其进行了部分重编程。此前已发现,山中因子可以使细胞返老还童,并促进活体动物的肌肉组织再生。但这是如何发生的,以前并不清楚。       肌肉再生是由称为卫星细胞的肌肉干细胞介导的。卫星细胞位于一层结缔组织(基底层)和肌纤维之间的壁龛中。研究人员使用了两种不同的小鼠模型,以确定添加山中因子后肌肉干细胞特异性或壁龛特异性的变化。他们专注于年轻的小鼠,以研究山中因子与年龄无关的影响。       结果发现,在肌纤维特异性模型中,通过降低壁龛中一种名为Wnt4的蛋白质的水平,加块了小鼠的肌肉再生,反过来又激活了卫星细胞。相比之下,在卫星细胞特异性模型中,山中因子没有激活卫星细胞,也没有改善肌肉再生。这一结果表明Wnt4在肌肉再生中起着重要作用。       研究人员表示,尽管在这种方法能够应用于人类之前还需要开展更多的研究工作,但这项研究提供了与肌肉再生和生长有关的潜在机制的新见解,最终可能导致促进组织和器官再生的...
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发布时间: 2021 - 05 - 28
阿尔茨海默症是最常见的神经退行性疾病,其最主要的疾病表现是认知障碍,患者会出现记忆障碍、失语、失用以及人格和行为改变等。全球目前约有5000万人罹患阿尔兹海默症,每3秒全世界就会增加1名阿尔茨海默症患者,目前尚未有治愈的方法。       近日,美国爱因斯坦医学院的研究团队发表了一项新研究,他们发现一种自噬蛋白可以通过吞噬与神经变性相关的有害物质来改善阿尔兹海默症。该研究表明,治疗阿尔茨海默症或出现了新的途径。相关研究结果于5月13日发表在《Cell》杂志上。图片来源:《Cell》       此前,已有研究确定了阿尔茨海默症的发病跟大脑β淀粉样蛋白和tau蛋白的形成密切相关,这两种蛋白会促进神经退行性改变。在这项研究中,研究人员试图研究CMA(Chaperone-Mediated Autophagy)在神经元蛋白固定中的作用。CMA是一种自噬蛋白,它可以选择性地吞噬、降解与神经变性相关的蛋白质。       为了研究CMA与阿尔茨海默症之间的关系,研究人员将一部分小鼠模型敲除CMA基因,通过小鼠模型对比发现,神经元CMA的丧失会导致神经元功能的改变,神经元亚稳态蛋白质组的选择性变化以及蛋白毒性,这一切都让人联想到大脑衰老。也就是说,小鼠大脑神经元中缺乏CMA会引起记忆丧失、行走障碍等阿尔茨海默症症状。       而将CMA损失强加于阿尔茨海默氏病(AD)的小鼠模型上对具有聚集风险的蛋白质组具有协同的负面影响,因此增加了神经元疾病的脆弱性并加速了疾病的发展。相反,在两种不同的AD实验小鼠模型中,CMA的化学增强作用可改善病理状况。       随后,研究人员通过单细胞RNA测...
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发布时间: 2021 - 05 - 21
近日,来自英国、美国和澳大利亚的研究人员发表了一项新的研究,他们发现利用源自人类干细胞的视网膜感光细胞(称为视锥细胞),恢复了晚期视网膜变性小鼠的视力。该研究表明移植的功能性视锥细胞能够改善视力。相关研究结果发表在《Cell Reports》期刊上。图片来源:《Cell Reports》       在这项研究中,研究人员想知道,分化成视锥细胞的干细胞是否能在一定程度上恢复视锥细胞不活跃的小鼠的视力。为此,他们开发出了两种人视锥细胞变体:一种来自胚胎干细胞,功能和外观正常;另一种是对照型,外观正常,但不能对光线作出反应。这些对照视锥细胞来自一名40岁的色盲(achromatopsia)患者的外周血,其中色盲会导致部分或完全丧失色视觉。       研究人员将这些视锥细胞移植到经培育患有晚期眼病且具有完全非功能性视锥细胞的小鼠的视网膜中。为了确保这些小鼠不会对人类细胞发起免疫防御,它们也经培育后存在免疫缺陷。这两种类型的视锥细胞,无论是否有功能,都附着在视网膜上,形成一个细胞团,这是健康眼睛的典型特征,也是在强光下看见东西的必要条件。       一旦研究人员将这些小鼠暴露在光线下,这些相似之处就结束了。在一项旨在测量这一点的称为视网膜微电图(microelectroretinogram)的眼部测试中,具有功能性人类视锥细胞的小鼠的视网膜对光有反应,而那些携带非功能性视锥细胞的小鼠的视网膜没有对光作出反应。       在另一项测试中,接受了功能性视锥细胞移植的小鼠在有选择的情况下选择退回到一个黑暗的房间,这表明这些夜行动物感觉到了光线,并像它们通常那样避开了光线。相比之下,携带非功能性视锥细胞的小鼠在大部分时间里都留...
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