日本京都大学iPS细胞研究所(CiRA)近日宣布,在培育诱导多能干细胞(iPS细胞)时,使用基因“L-Myc”替代“c-Myc”,可显著降低iPS细胞癌变的风险,从而高效生成更安全的iPS细胞。这一突破解决了iPS细胞临床应用中的关键安全性问题。
2007年,山中伸弥教授通过向人体皮肤细胞植入四个基因(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc),成功培育出类似胚胎干细胞的iPS细胞。然而,c-Myc是一种原癌基因,其表达可能引发肿瘤,限制了iPS细胞的临床转化。虽然仅使用三个基因(Oct4、Sox2、Klf4)也能诱导iPS细胞,但效率低下且细胞质量较差。
在本研究中,山中伸弥团队发现L-Myc与c-Myc结构高度相似,但致癌风险更低。研究人员分别将L-Myc或c-Myc与Oct4、Sox2、Klf4组合,导入小鼠体细胞中诱导iPS细胞。随后,将这些iPS细胞分化为生殖细胞,并培育出小鼠。经过约两年的观察,使用c-Myc的iPS细胞所培育的小鼠中,超过70%出现肿瘤,而使用L-Myc的小鼠几乎未发现肿瘤。
此外,新方法显著提高了iPS细胞的诱导效率:小鼠体细胞转化为iPS细胞的比例提高了约4倍,人类体细胞转化效率提高了约3倍。与仅使用三个基因相比,新方法使iPS细胞分化为小鼠生殖细胞的比例提高了约5倍。
研究参与者中川诚人讲师指出:“这项技术基本解决了iPS细胞发育成癌细胞的问题,具有重大意义。”该成果已发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。