加拿大麦克马斯特大学干细胞和癌症研究所的研究团队在《自然》杂志网络版上发表了一项突破性研究,他们成功绕过了诱导多功能干细胞(iPS细胞)这一中间环节,直接将成人体皮肤细胞转化为血液细胞。这一方法不仅简化了流程,还提高了所得血液细胞的质量,为再生医学和临床输血提供了新的可能性。
研究团队在主任米克·哈蒂亚的领导下,从志愿者身上收集皮肤纤维细胞,并让这些细胞感染一种携带OCT4基因的病毒。OCT4是一种干细胞全能性基因,通常用于将纤维细胞转化为iPS细胞。随后,这些细胞被置于含有多种细胞因子的特殊溶液中进行培养。实验结果显示,由此生成的血液祖细胞能够产生三种主要的血液细胞:白细胞、红细胞和血小板,并且这些细胞都具备正常功能。特别值得注意的是,这些红细胞制造的是成人的血红蛋白,而非胚胎阶段的血红蛋白,这解决了以往间接转化方法中血红蛋白功能不完善的问题。
与传统的通过iPS细胞转化血液细胞的方法相比,新方法具有显著优势。美国国家卫生研究院的辛西娅·邓巴指出,绕过iPS细胞大大降低了移植后形成肿瘤的风险,因为iPS细胞具有潜在的致瘤性。此外,直接转化得到的血液细胞在动物实验中未发现肿瘤迹象,安全性更高。
然而,也有研究人员指出,这种直接转化的细胞在实验室中不易大量繁殖,这可能是未来临床应用的一个挑战。波士顿儿童医院的乔治·戴利表示,尽管转化后的血液干细胞与成人血液细胞相似,但其在体内的长期表现仍需进一步验证。
这项技术的潜在应用前景广阔。首先,白血病患者可能从中受益,因为他们需要经常进行骨髓移植,而来自捐献者的骨髓容易引起排异反应。使用患者自身的皮肤细胞制造血液,可以避免排异反应和基因变异问题。此外,接受大剂量化疗的癌症患者也可以利用这种技术,在化疗期间输入自身皮肤制造的血液,从而维持免疫系统功能,提高治疗效果。
加拿大癌症协会研究所所长克里斯蒂·威廉姆斯认为,从病人自身皮肤细胞产生的血液细胞有望解决骨髓移植中的人类白细胞抗原配型难题,并缓解献血不足的问题。这项研究也为改进实体瘤、白血病等癌症的治疗提供了新思路。
尽管这项技术仍处于实验室阶段,但研究人员计划在2012年启动临床试验。如果成功,未来需要输血的患者可能不再依赖血库,而是使用自己的皮肤来制造所需的血液。