批駁iPS非全能性成果:因子不同 結果不同
日期:2011-12-05 09:09:25
去年的一項iPS研究成果表明,iPS細胞存在與胚胎干細胞不同的分子差異,不具有全能性,不能產生成熟小鼠,而近期由著名的干細胞研究專家Rudolf Jaenisch教授領導的研究組發表了題為“Reprogramming Factor Stoichiometry Influences the Epigenetic State and Biological Properties of Induced Pluripotent Stem Cells”的文章,提出不同的觀點,他們發現在將成熟體細胞誘導成干細胞的過程中,轉錄因子水平不同會極大的影響獲得iPS細胞的質量,這無疑解釋了目前iPS研究領域中,為何會出現參差不齊的研究結果。相關成果公布在Cell Stem Cell雜志上。
文章的通訊作者,Jaenisch教授認為,“這一結論令我非常驚訝”,“我們從來沒有想過這些因子會造成這樣的差異,但是事實上卻證明它們確實影響了iPS細胞的質量”。Jaenisch教授在在干細胞領域可謂是人盡皆知,他在一系列領域都做出了有影響的工作,包括基因敲除小鼠、表觀遺傳學研究、核移植、iPS等,并將這些領域的幾乎所有的重要問題都解決。
多能干細胞(Pluripotent stem cell,Ps)是當前干細胞研究的熱點和焦點。2006年,美國和日本科學家發現,應用人和鼠的正常皮膚細胞,導入KLF4、OCT4、SOX2和C-MYC四種基因,即可由正常體細胞轉化成多能干細胞。這種基因誘導而產生的多能干細胞稱為誘導多能干細胞(iPs),除了皮膚細胞,其他體細胞也可以產生iPS細胞。
自iPS細胞被發現之后,不少研究人員紛紛報道采用不同的方法,獲得了不同效率和質量的iPS細胞。雖然研究表明iPS細胞能執行胚胎干細胞的所有發育檢測功能,但是近期也有報道稱,這兩者間存在分子差異,會影響細胞發育,這些發現令iPS研究蒙上了一層陰影。
比如去年一項由哈佛干細胞研究院等處完成的研究指出了小鼠ES和iPS細胞存在miRNA表達,以及發育潛力方面的一些差異。這篇高引用數的文章發現iPS細胞在中途會停止發育,不能形成成熟小鼠,這更加引發了人們對于iPS細胞的質疑。
但Jaenisch教授研究組并未放棄,他們重復了這一實驗,改變了其中的一些細節,包括插入到DNA片段中的重編程因子的順序,令人驚訝的是,他們發現這些小改動竟然產生了大作用:有更多的體細胞轉變成了高質量iPS細胞。
文章的第一作者,Jaenisch實驗室研究生Bryce Carey說,“我們嘗試通過實驗,證明重編程過程并非之前所想的那樣,我們能高效率的分離得到這些具有與胚胎干細胞相同發育潛力的iPS細胞”,“很多時候,這些參數很難控制,因此2006年山中伸彌研究組的iPS重編程方法依然是最常用的方法,但需要提醒的是,還要注意到其中也有內在的局限性。我們認為要恢復細胞的高質量并無例外。”
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