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基因活性的快照现在是很有必要的,对于一个胚胎干细胞集落最终成为哪种类型的组织和器官来说。由荷兰的一组科学家开发了一种算法,使一个不成熟干细胞内部所发生的情况与已知人胎儿细胞的基因表达情况相联系,以确定干细胞最终有可能成为哪种类型的细胞。该平台被称为KeyGenes,在5月28日的干细胞报道( Stem Cell Reports)杂志中提出,也被证明可用于测试由未分化细胞组成的干细胞移植的质量。
“干细胞生物学中一个的最难的事情就是,当使用了一个特定的分化方法时,你把细胞变为了什么类型,”荷兰莱顿大学医学中心的研究通讯作者Susana Chuva de Sousa Lopes说。“我们认为KeyGenes可以帮助我们发展分化方案,以使形成的细胞更加类似于它们的体内同系物。”
Cellnet,一个能绘制干细胞命运的可比性平台,去年夏天由波士顿的研究人员所提出。所不同的是,通过把组织和微序列数据(用于确定哪些基因打开或关闭的测试)进行比较,Cellnet有助于总结用于分化形成人类组织的方法的质量。KeyGenes主要是基于基因表达和来自于人类胚胎和成人组织的整合数据来确定分化细胞的“身份分数”。
“通过在人体胚胎发育过程(在多个器官的不同时期)中大量收集基因表达的数据,KeyGenes可对人类干细胞分化物进行鉴定,并给予正确的‘年龄’值,”莱顿大学的共同作者Christine Mummery说,他是国际干细胞研究协会的董事会成员。
在临床中,研究人员认为在组织发育出错时,借助于一定的工具是很有帮助的,能够识别哪些组织的存在过量或出现在不正确的地方。像KeyGenes这样的平台还可以使患者的干细胞更加精确地分化以用于移植或药物测试的目的。
在实验室中,KeyGenes已用于观察决定细胞命运的基因。基因的鉴定总是通过那些与细胞的粘附和形状有关的转录因子(确定哪些基因被表达的分子)混合物来进行的。“此外,一些KeyGenes识别出的长链非编码RNAs,说明和确认此类分子的作用也日益重要,”Lopes说。
更多类型的细胞和器官已经经过测试,她的实验室正在把KeyGenes公开提供给科学界,以使这个平台可以被使用和扩展。她对这个工具的期望是最终要包含表观遗传数据,和了解器官之间的表观遗传记忆是否存在,以及是否会影响细胞分化为特定类型细胞的能力。