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誘導專能干細胞新技術

日期:2011-03-09 13:44:18

2006年日本科學家山中申彌利用病毒載體將四個轉錄因子(Oct4,Sox2,Klf4和c-myc)的組合轉入分化的體細胞中,使其重編程而得到了類似胚胎干細胞的一種細胞類型——誘導多能干細胞(iPS cells)。這種通過將完全分化的體細胞重編程,不經胚胎階段而直接逆轉至多能干細胞狀態的iPS 細胞一度被視為最有希望運用到再生醫學及新藥開發的重要資源,為人類各種遺傳性及功能性疾病的研究和治療帶來了新希望。然而近幾個月來,陸續有一些研究團體報道發現iPS 細胞存在著重編程錯誤及基因組不穩定性的缺陷,這些缺陷將有可能導致iPS 細胞的臨床治療潛能受到限制。

近日來自美國桑福德-伯納姆醫學研究所(Sanford-Burnham Medical Research Institute)、韓國中央大學、英屬哥倫比亞大學、哈佛醫學院等多家機構的研究人員組成的一個國際研究小組利用新技術獲得了一種新型的干細胞,將它命名為“條件誘導自我更新祖細胞”( induced conditional self-renewing progenitor cells,ICSP)。相關研究成果發表在3月4日的《美國科學院院刊》(PNAS)雜志上。

在這篇文章中,研究人員首先利用一種病毒載體將v-Myc導入到神經祖細胞中。Myc是體細胞重編程技術用于誘導生成iPS細胞的四個轉錄因子之一,能夠啟動細胞的自我更新。進而研究人員通過在培養基中添加四環素的方式誘導神經祖細胞中的v-Myc條件性表達,用以維持細胞的自我更新特性。當四環素被去除時,ICSP細胞停止分裂開始啟動分化。進而研究人員將這些ICSP細胞移植到中風模型大鼠體內,證實小鼠體內的ICSP細胞停止增殖,開始分化成具有電生理活性的神經元,并改善了大鼠的大腦功能。

 “目前有多種方法可將成體細胞轉化為胚胎樣的干細胞,然而在將iPS投入患者的臨床治療前還有許多的問題需要解決,”論文的通訊作者、美國桑福德-伯納姆醫學研究所干細胞與再生生物學計劃負責人Evan Y. Snyder說:“在這一研究中,我們利用神經系統中的單個神經祖細胞誘導獲得了ICSP細胞,并使其維持自我更新的特性。進而我們利用這些ICSP細胞高效、安全地治療了中風損傷的模型大鼠。”

 “我們證實這些ICSP細胞在大腦出血性中風模型大鼠中分化形成了活性的神經元及其他腦細胞類型,這些模型大鼠顯示出了行為能力的改善。”Evan Y. Snyder說:“盡管這些ICSP細胞基因組的長期穩定性還需要進一步確定,然而在研究開展的長達5個多月的觀察期內,我們沒有看到任何的有害效應。“

目前這一科研小組已計劃將ICSP技術擴展應用到其他器官包括心臟、胰腺、肌肉等的祖細胞中,以推動對其他疾病干細胞治療的研究。


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