JMT日本干细胞中心介绍：建立长期稳定的皮肤干细胞模型

1. 稳定的培养是干细胞的挑战
2. 从皮肤细胞中建立干细胞
3. 具有巨大商业潜力的皮肤干细胞

1. 稳定的培养是干细胞的挑战

目前，各种干细胞用于研究和医学。

随着ES细胞和iPS细胞的发现和建立，培养这些细胞的技术也取得了长足的进步。

然而，在干细胞方面仍然存在许多问题，为了解决这一问题，每天都在进行研究和开发。

干细胞与过去相比更好，但其中一个空间是培养过程中的细胞特性稳定。

细胞培养技术，收集构成身体的细胞，并人工培养，为生物学和医学做出了巨大贡献。

然而，在体外人工培养的细胞有其缺点。

例如，从健康人的肝脏中提取细胞，并人工培养肝细胞以用于研究是可能的，但如果这种细胞重复分裂一定次数，它就会停止生长。

在体内，许多健康细胞在人工培养中只能分裂有限的次数，尽管它们应该重复更多的增殖。

在人工培养中可以无限地继续分裂的细胞是"癌细胞"。

众所周知，癌细胞在体内继续生长，但在人工培养中分裂的次数是无穷无尽的。

然而，即使有这样的癌细胞，有时也不会分裂。

这被认为是由于细胞的性质在继续人工培养过程中发生变化造成的。

细胞的性质在继续培养时发生变化，不仅在癌细胞中，而且在健康细胞和干细胞中也可见一斑。

研究人员在实验笔记中记录了这些研究的实验内容。

当然，培养条件也包括在内，但我们并不了解细胞的一切，因此，由于某种刺激或这种刺激的积累，细胞的性质可能会发生变化。

细胞的性质是基础，保持恒定和稳定培养，但它是相当困难的。

日本梅纳德株式会社、藤田医科大学医学院应用细胞再生医学系的赤松弘子教授和皮肤病学系的katsumi sugiura教授成功地建立了三种干细胞模型，这些干细胞模型可以长期稳定地培养。

2.从皮肤细胞中建立干细胞

研究小组在征得患者同意后，将手术时不需要的皮肤提取为研究用样本。

皮肤由表皮、真皮和皮下脂肪组织组成，通过酶处理，可以分离表皮细胞、成纤维细胞和脂肪间质细胞。

然后，首先对细胞进行永生化处理。

永生的步骤从引入三个基因开始：TTERT、CDK4R24C 和 CCND1。

TERT是Telomerase Reverse Transcriptase的缩写，是与端粒酶的伸展有关的酶。

染色体两端的端粒在细胞分裂时逐渐变短，当端粒达到一定长度时细胞停止分裂。

TERT的功能是通过拉伸端粒，使细胞继续分裂。

CDK4R24C是Cyclin-dependent kinase 4的过度活跃型，是一种变异型cyclin激酶。

CCND1是循环素D1 (Cyclin D1)，与CDK4、CDK6形成复合体，作用于细胞周期从G1期向S期转变的分子。

将这些细胞分别导入细胞中，使细胞不死化，然后对嵌入了各自基因的细胞进行多个单细胞克隆。

这个复数的单细胞克隆,并进一步解析干细胞标记基因,蛋白质的发现,干细胞的典型特点,功能分化,增殖功能指标,干细胞性高的,也就是说,干细胞的性质强烈出现细胞筛选了。
通过这一步骤，我们建立了表皮干细胞、真皮干细胞和脂肪干细胞的永生模型细胞。

培养和分析这些细胞可以证明它们能够承受长期培养，并表明它们所建立的干细胞是长期可培养的干细胞。

由于细胞生长，培养皿被填满，如果你离开它。

因此，有必要定期进行传代工作，以适当的细胞密度将细胞重新种植到新的培养皿中。

通常，人工培养表皮细胞会停止生长，从5次到最多7或8次。

这是由于细胞老化，在健康细胞中很常见的现象。

然而，这次成功的细胞继续生长，没有引起细胞老化，即使重复约40次的通道。

此外，这些干细胞在经过大约40次的传代后，仍然具有构建表皮的分化能力。

我们建立的三种干细胞和永生干细胞模型都可以在不细胞老化的情况下培养干细胞，同时保持干细胞的性质和能力。

随着这种细胞的建立，皮肤干细胞的研究肯定会取得进展，今后将进行相当有效的筛选，以寻找对皮肤干细胞和皮肤细胞有用的化合物。

此外，由于长期培养是可能的，在测试药物发现和化妆品等成分时，还可以分析其对细胞的长期影响。

3.具有巨大商业潜力的皮肤干细胞

皮肤干细胞对于恢复疾病和损伤对皮肤的损害很重要，但同样，它被认为对美容等保持青春的领域也有很大的影响。

首先，皮肤干细胞的长期培养提高了皮肤干细胞分泌物质的回收效率。

培养干细胞时，培养液中含有许多从干细胞分泌的有用物质。

这种培养液作为"干细胞培养上清液"在美容诊所等中备受关注。

使用干细胞本身的医疗实践需要向国家报告和批准，但目前对使用干细胞培养上清液的医疗实践没有那么严格的规定。

此外，由于使用培养液的上清液，成本可以降低，使用培养上清液的医疗护理可以相对容易地获得。

如果干细胞可以长期培养，那么在一次培养中回收的干细胞培养上清液中的有用物质可以保证相当数量。

此外，随着培养期的延长，有可能发现分泌物，这些分泌物在以前的培养时间内分泌量过小，无法找到。

在药物发现领域，利用长期培养筛选有用化合物预计将蓬勃发展。

最重要的是，能够长期分析化合物的影响可能会发现以前没有的副作用。

在细胞研究中发现的化合物对生物个体有何影响或影响，我们进行动物实验，但如果在细胞培养阶段有很高的副作用，我们可以在动物实验之前将其从候选者中移除。

动物实验分析比细胞实验花费更多的时间、设备和成本，因此，如果在动物实验之前从候选物中取出危险化合物，则可以预期对药物发现时间和成本的抑制有显著影响。

干细胞以外的健康细胞，甚至癌细胞，目前没有有效的方法通过长期培养改变其性质，因此，重复一定程度的继发的细胞被迫丢弃。

干细胞长期培养细胞系的建立有望为医学、细胞工程和生命科学做出重大贡献。

这项研究积累的专有技术最终将应用于皮肤干细胞以外的干细胞，干细胞研究有望得到显著发展。


内容源于日本网站，参考链接：https://stemcells.or.jp/skin-stem-cells/