干细胞技术被认为是继生物克隆和基因工程之后的第三大生物科学成就,已促成多位科学家获得诺贝尔奖。目前实验室常用的人类干细胞主要有四种获得途径,其中最受关注的是通过成体细胞逆转获得的诱导多能性干细胞(iPS)。
iPS技术的最大优势在于可避免胚胎使用的伦理争议,但其转化过程中仍存在诸多挑战,如致癌基因激活、转化率低、操作繁琐及组织特异性等问题。
近期,斯坦福大学医学院心血管与放射医疗系、生物工程系等研究团队,提出了一种基于分子生物学操作的新方法,区别于传统病毒载体转化技术。该方法利用人类脂肪细胞,通过微环DNA(minicircles)实现高效、简便的iPS细胞转化。微环DNA仅包含重新编程所需的四种基因和绿色荧光蛋白标记,不携带细菌DNA,外源基因更少,表达效率更高,且结构小巧易于进入细胞。
此外,微环DNA不具备细胞分裂相关基因,无法自我复制,显著提升了安全性和稳定性,更适合临床应用。斯坦福团队利用脂肪干细胞成功培育出可分化为神经、肌肉、肠上皮等多种细胞类型的iPS细胞,无需饲养细胞,进一步提高了安全性。
该成果已发表于《Nature Methods》杂志,并获得FDA批准。通讯作者Michael Longaker教授表示:“这种方法不仅安全且简单,有望推动全球实验室更便捷地开展干细胞研究,并加速再生医学临床应用。”
另一通讯作者Joseph Wu指出,未来可通过患者自身脂肪或皮肤细胞,重新编程为多能干细胞,再诱导为心脏细胞,为心脏疾病治疗提供更易获得且培养便利的细胞来源,推动精准再生医学发展。
参考文献:Nature Methods, 2月刊