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如何识别动物组织中的人干细胞

在过去十年中,干细胞疗法显着提出。特别地,它表明有希望在某些组织中再生细胞对生命至关重要但具有有限的自然能力来再生,包括中枢神经系统和心肌。

涉及干细胞的临床试验正在进行中,并且在每种情况下,必须首先使用临床前动物模型进行疗效和安全性的干细胞疗法。这提出了一个重要问题:我们如何将注射或植入的人干细胞与动物宿主的单独的细胞区分开来?

一种选择是植入或注射已经遗传修饰的人干细胞以表达报告基因。一些记者基因产品具有无侵入性可检测的优点 体内,例如由荧光素酶报告基因的活性导致的生物发光(这里证明 //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc3191083/ 和这里 //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc4541295/)。这种模态可以扩展到 离体 新鲜或冷冻组织切片的成像,以了解报告基因表达的更详细形态学分析。虽然报告基因成像方法有可能提供令人兴奋的干细胞定位 体内 在多个时间点,建立和验证每个模型并且需要专门的成像设备是耗时和昂贵的。与常规组织病理学所需的那些,也难以调和报告基因分析所需的组织收集,处理和储存方法。    

作为一种实际的替代方案,免疫组织化学(IHC)是用于鉴定动物组织中的人细胞的有价值且成熟的工具。 IHC通常可以使用福尔马林固定的石蜡包埋(FFPE)组织来进行,这是针对组织病理学解释的常规处理。 IHC.在不损害整体组织形态的情况下轻松检测干细胞定位(在此证明 //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc4161450/)。它还避免了干细胞功能或宿主反应的潜在改变作为报告基因引入的意外后果或由于报告基因表达随时间的丧失而无法检测干细胞。

其中一些具有临床前干细胞疗法研究中的应用的最有前途的人类特异性抗体包括KU80,抗人核蛋白和抗人类线粒体(HMITO)。无论谱系如何,这三种抗体可用于鉴定异种翻转的人干细胞。 Ku80抗体的靶是Ku异二聚体蛋白的80千千杆菌亚基,其也称为ATP依赖性DNA Helicase II,其涉及双链DNA修复的酶在人细胞的细胞核中。多种抗人类核蛋白抗体克隆可用于使用最常见的蛋白质组蛋白H1之一,一种蛋白质,其有助于细胞核中DNA的结构稳定性和构象。类似地,可用于使用的HMITO抗体的多个克隆,其识别人体线粒体或内部的各种表位,在所有细胞的细胞质中发现的丰富能量产生细胞器。

组织特异性干细胞标志物,例如茎121和茎123,也可用于使用IHC.鉴定临床前动物模型中的人干细胞。 stem121与脑,胰腺和肝脏中发现的人细胞质蛋白质结合。 Stem123与人胶质纤维酸性蛋白(GFAP)特别结合,其在星形胶质细胞中发现。这两种标记对于跟踪移植到动物的中枢神经系统中的人神经干细胞特别有用。

重要的是,现有研究表明,这些干细胞标记物是稳定的,即使在细胞分化之后也仍然表达,使得可以在注射或植入动物后延长一段延长的时间。已经发现这些标记不会与啮齿动物,胞蔻蛋白猴和猪的天然蛋白质交叉反应,这是临床前干细胞研究中使用的常见物种。

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