研究用miRNAs造出誘導多能干細胞

日期：2011-04-12 08:13:01

據美國物理學家組織網4月7日報道，美國科學家首次用實驗鼠的微小RNA（MicroRNAs）對很容易從皮膚活檢中得到的纖維原細胞進行重新編程，制造出了誘導多功能干細胞（iPSCs）。科學家可據此制造出特定病人的iPS細胞，以用于藥物篩選和身體組織再生。相關研究發表在《細胞—干細胞》雜志上。

負責該研究的美國賓夕法尼亞大學醫學院醫學、細胞和發育生物學教授兼再生醫學研究所科學主管愛德華·莫里西表示，這是科學家首次未使用4個轉錄因子制造出iPS細胞，并將效率提高了100倍。

2006年，日本科學家山中申彌利用病毒載體將4個轉錄因子的組合轉入分化的體細胞中，使其重編程而得到了一種類似胚胎干細胞的細胞類型，這就是iPS細胞。隨后很多科學家陸續報告稱，他們使用這4個轉錄因子上的變異制造出了iPS細胞。iPS細胞具有和胚胎干細胞類似的功能，卻繞開了胚胎干細胞研究一直面臨的倫理和法律等方面的障礙，因此，其應用前景非常廣闊。

從事該研究的科學家希望，有朝一日能有效制造出不同病人的干細胞以研究人類疾病；制造出一個細胞“倉庫”以讓人體自身的心臟、肝臟等細胞再生。盡管前景誘人，但制造出iPS細胞還面臨著效率低的問題，使用人體細胞制造iPS細胞的效率尤其低下。另外，添加新基因等方法可能有導致癌癥的副作用，因此，提高iPS細胞的轉化效率和安全性成為近年來科學界的研究重點之一。

以前，科學家使用轉錄因子讓成人細胞重新編程，每使用10萬個成人細胞得到的iPS細胞不足20個。而新實驗中，科學家使用微小RNA來讓成人細胞重新編程，結果，每使用10萬個成人細胞得到的iPS細胞高達1萬多個。

莫里西表示，這種方法能制造出iPS細胞讓我們很吃驚，而且，其效率比山中申彌首次提出的轉錄因子方法高很多。至于為何在制造iPS細胞的過程中，微小RNA和4個轉錄因子的作用原理如此不同還需進一步的研究。

莫里西實驗室研發的微小RNA方法產生的iPS細胞能制造出老鼠體內幾乎全部的組織，包括生殖細胞、精子和卵子等。該科研團隊目前正同其他科學團隊合作，試圖將這些誘導多功能干細胞分化成心肌細胞、造血細胞和肝臟細胞。

莫里西表示，在用病人的樣本制造iPS細胞的過程中，這種方法不僅效率高，而且可以得到更多產品。他們希望制造出人工合成的微小RNA，來將成人細胞轉變為iPS細胞，最終得到包括肝臟、心肌或神經細胞等在內的各種細胞。

美國心肺和血液研究所的肺病研究室主管詹姆斯·基萊認為，有效制造出誘導多功能干細胞對其治療用途至關重要，新方法朝科學家的最終目標前進了一大步，也將促進其他干細胞研究的發展。