斯坦福大学医学院的吴庆明博士团队发现,人体脂肪组织可作为高效、安全的干细胞培养“温室”,为再生医学提供全新突破。
该研究发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS),指出从人体脂肪中分离的细胞能迅速转化为多种身体细胞,包括皮肤、内脏、肌肉和骨骼。与传统依赖小鼠纤维原细胞的培养方式相比,脂肪干细胞无需饲养细胞,显著降低了并发症风险,提升了临床应用的安全性。
吴庆明博士现任斯坦福大学心血管与放射医疗学助理教授,曾获美国国家健康研究院(NIH)创新奖及150万美元研究经费。其团队开发的新技术可高效培养多潜能干细胞,为再生医学和疾病治疗带来广阔前景。
自2007年日本京都大学首次利用皮肤细胞培育诱导多能干细胞(iPS细胞)以来,成体细胞重编程成为干细胞的效率一直较低。皮肤成纤维细胞虽然可诱导产生干细胞,但过程耗时且效率有限。
本研究发现,脂肪组织作为成体干细胞来源更具可行性。脂肪在人体内分布广泛,且易于获取。研究人员从45-60岁成年人体内分离脂肪细胞,并采用遗传打靶方法重编程,结果显示脂肪细胞生成干细胞的速度几乎是皮肤细胞的2倍,效率高达20倍。
诱导iPS细胞需表达四种转录因子(Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc)。在脂肪干细胞中,部分转录因子的表达水平高于皮肤成纤维细胞,显示脂肪干细胞更易被诱导。实验中,脂肪干细胞转变为iPS细胞的比例为0.2%,远高于皮肤成纤维细胞的0.01%。这些iPS细胞可分化为神经、肌肉、肠上皮等多种细胞类型。
值得注意的是,干细胞临床应用仍需解决基因改造可能导致DNA结构变化甚至肿瘤的风险。下一步研究将聚焦于避免DNA变异,确保安全性。脂肪干细胞有望用于心脏病等疾病患者的个体化药物测试与治疗方案优化。
此前,匹兹堡大学医学院也成功从脂肪组织分离、培养出造血干细胞,为血癌患者提供新的细胞来源。流式细胞计数法检测显示,脂肪组织分离的CD34+细胞与骨髓来源细胞频率相近,为放疗患者带来重要临床价值。
该成果为干细胞再生医学提供了更高效、安全的细胞来源,推动了个体化治疗和组织修复技术的进步。
参考文献:
美国国家科学院院刊(PNAS)
国家健康研究院(NIH)
匹兹堡大学医学院相关研究