几十年来，人类干细胞的疾病治愈潜力因无法在活生物体中体内产生足够数量的成熟人类细胞而受到阻碍。现在，由布法罗大学的科学家领导的一个研究小组已经开发出一种可以显著提高小鼠胚胎中成熟人类细胞产量的方法。该研究于5月13日发表在《Science Advance》杂志上。

“这是一项基础研究，它使我们能够利用小鼠胚胎来帮助我们更好地理解人类的发育，” 文章作者，生理学和生物物理学教授 Jian Feng博士说。 。

Feng说：“我们技术的进一步发展可以诱导分化更多种类的特定类型的成熟人类细胞，从而使我们能够创建更有效的小鼠模型来研究严重影响人类的疾病，例如疟疾或COVID-19。”

而且由于这种方法会产生大量的成熟人类细胞，因此有可能通过用健康的人类细胞或组织替代受损的细胞来治疗慢性疾病，例如糖尿病或肾衰竭。

Feng解释说，对于研究COVID-19，可能有可能建立一个更好的人类免疫系统或带有人类呼吸系统的小鼠模型。也有可能使用这种新方法来生产具有甚至更成熟的人类红细胞的小鼠模型。这样的小鼠在研究疟疾方面非常有效。 “在这项技术有用之前，我们还有很多问题要回答，但这是第一次有人在小鼠胚胎中产生如此成熟的人类细胞。”

在这项研究中，研究人员在3.5天大的小鼠胚泡中注射了10-12个原始的人类干细胞。然后，小鼠胚胎会发育出数百万个成熟的人类细胞，包括红细胞，眼细胞和肝细胞。

“我们发现在小鼠胚胎中，多达百分之四的细胞是人类细胞。事实上这一数字被低估了，因为我们无法量化小鼠胚胎中产生的大量人类红细胞。”他说，由于这些成熟的人类红细胞没有细胞核，因此科学家采用的定量细胞总数的方法没有对它们进行计数。

该团队的技术涉及到克服一个重要挑战：将可以分化为人体所有类型细胞的人类多能干细胞转化为与小鼠胚胎兼容的形式。人类干细胞处于“原始”状态，而小鼠胚泡内部的内部细胞团也同样处于原始状态。

Feng说：“将被灌注的人类细胞放入小鼠胚泡后，它们便无法发育。”他指出，细胞不同发育阶段之间的失调似乎是造成这种情况的原因。 “我们想看看人类引发的细胞是否有可能回到最初的状态，就像小鼠胚泡中的多能干细胞一样。我们的方法是暂时抑制mTOR激酶三个小时，以将人类初免细胞激化为最初原始状态。阻断mTOR激酶会触发一系列事件，从而改变基因表达和细胞代谢，从而使初免的细胞变得原始化。”