来自哈佛干细胞研究院、霍德华·休斯医学院等机构的研究人员在最新发表于《自然》(Nature)杂志的研究中发现,诱导多能干细胞(iPS)在分化发育方面的能力不及胚胎干细胞。研究团队由哈佛大学的Konrad Hochedlinger博士领衔,他是一位在iPS领域享有盛誉的科学家,曾成功培育出无永久性基因损害的iPS细胞,为临床应用奠定了基础。
iPS技术通过非整合性病毒诱导成体细胞重编程为多能干细胞,避免了传统方法中病毒整合导致的基因组损伤和肿瘤风险。然而,近期研究表明,iPS细胞在分化效率和忠实度上仍逊于胚胎干细胞。华人科学家张素春教授的团队也观察到类似现象,iPS细胞分化为大脑细胞的效率较低。
最新研究进一步揭示,iPS细胞在小鼠胚胎中的发育能力受限。将iPS细胞植入小鼠胚胎后,许多胚胎在发育过程中停止生长,而植入胚胎干细胞的胚胎则正常发育。研究人员发现,iPS细胞第12号染色体上的特定基因群功能异常是导致这一现象的主要原因。
尽管iPS细胞在再生医学中具有巨大潜力,但其分化能力的不确定性仍需进一步研究解决。与此同时,斯坦福大学的研究团队提出了一种新的细胞编程技术,能够直接将成体细胞转化为功能性神经元细胞,绕过了多能干细胞状态,为再生医学提供了新的思路。
该团队通过筛选19个候选基因,最终确定Ascl1、Brn2(Pou3f2)和Myt1l三个转录因子,成功将小鼠成纤维细胞转化为具有电生理活性和突触结构的神经元细胞。这一技术有望在神经疾病治疗中发挥重要作用。