重编程因子配比决定诱导性多能干细胞质量
时间:2011-12-06 10:24 来源:Whitehead Institute 作者:towersimper 点击:次
美国麻省理工白头研究所(Whitehead Institute)的研究人员在2011年12月2日出版的《细胞-干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上发表论文,表明调整用于将成体细胞重编程为诱导性多能干细胞(iPSC)的转录因子水平,将极大影响所形成iPSC的质量。白头研究所创始人鲁道夫·耶尼施(Rudolf Jaenisch)表示:“这一结论非常令人惊讶——重编程因子的水平决定了iPSC的质量。我们从未想到它们如此重要,但事实确实如此。” 通过将特定的重编程基因导入成体细胞,可产生iPSC。这些重编程因子将成体细胞推向类似胚胎干细胞的多能性状态。与胚胎干细胞一样,iPSC能够分化为体内任何细胞类型,这一特性使其非常适合用于治疗性细胞移植,或构建研究帕金森病、阿尔茨海默病等疾病的细胞模型。 自2006年首个iPSC诞生以来,研究人员报道了使用不同重编程技术产生iPSC的效率和质量差异。尽管已证实iPSC能通过胚胎干细胞的所有发育测试,但最新研究鉴定出一些分子差异,这些差异可能影响其发育潜能,使其无法完全等同于胚胎干细胞。这些不一致性曾使iPSC的应用前景黯淡,浇灭了科研热情,并引发疑虑:它们可能永远无法用于治疗。 2010年,一项研究使用最前沿技术将含有四种重编程基因的DNA片段安全整合到成年小鼠细胞基因组中,从而构建iPSC。在这项高度公开的研究中,所得iPSC在多能性测试中表现不佳,且无法产生成年小鼠——这是多能性的最严格检验。该研究还质疑了重编程因子能否一致地产生完全重编程且等同于胚胎干细胞的细胞。领域内许多人将此视为iPSC的又一打击。 然而,对于本文第一作者布赖斯·凯雷(Bryce Carey)而言,iPSC的丧钟似乎敲得太早了。他重复实验并改变了一些细节,包括重编程因子在插入DNA片段上的排列顺序。令人惊讶的是,这些微小变化产生了深远影响:与早期条件几乎相同的研究相比,更多成体细胞转化为高质量的iPSC。凯雷说:“我们试图证明重编程过程并不像一些人认为的那样存在缺陷,人们可以非常高频地分离出完全多能性的iPSC,它们拥有胚胎干细胞的所有发育潜能。这些参数通常难以控制,因此山中伸弥(Shinya Yamanaka)2006年首次描述的重编程方法仍是研究目的的最可靠方法。我们在得出存在固有限制的结论时应保持警惕。我们证实,获得高质量细胞并非例外。” 该研究得到美国国家科学基金和国家卫生研究院的资助。 doi:10.1016/j.stem.2011.11.003 (责任编辑:glia) |
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