當前研究人員生成誘導多能干細胞(iPSCs)的過程是費時且低效的。為了加快速度，美國桑福德-伯納姆醫學研究所的研究人員轉向了激酶抑制劑。他們發現當將幾種激酶抑制劑添加到起始細胞中時，相比標準方法可生成更多的iPSCs。這種新能力將有可能加速許多領域的研究，使全世界的科學家們能夠更好地研究人類疾病并開發出新治療。相關論文發表在9月25日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

該研究的資深作者、桑福德-伯納姆醫學研究所兒童健康研究中心項目主任Tariq Rana博士說：“生成iPSCs依賴對細胞內通訊網絡的調控。因此，當你開始操縱細胞內哪些基因開啟或關閉生成多能干細胞時，你有可能正在激活大量的激酶。由于這些活性激酶中許多都可能抑制了向iPSCs轉變，添加抑制劑可能會降低障礙，這對于我們是有意義的。”

美國薩克生物研究所分子和細胞生物學實驗室教授、薩克研究所癌癥中心主任Tony Hunter博士說：“鑒別出改善iPSCs生成效率的小分子是朝著臨床上能夠利用這些細胞邁出的重要的一步。Tariq Rana令人興奮的新工作揭示了一類蛋白激酶抑制劑能夠克服高效iPSC形成的正常障礙，且這些抑制劑應該證明有助于生成新來源的iPSCs滿足實驗和最終的治療目的。”

iPSCs的希望

目前，許多心力衰竭患者唯一可獲得的治療選擇就是心臟移植。尋找更好的替代療法，許多研究人員正在誘導干細胞生成新的心肌。在阿爾茨海默氏癥中，研究人員也對干細胞感興趣，利用它們在培養皿中生成患者自身的功能失常腦細胞，將它們用于測試治療藥物。但是這些干細胞從何而來？自從iPSC技術問世以來，在實驗室許多情況做出了解答。像它們的胚胎同源細胞一樣，iPSCs能夠用于生成所有的類型——心臟、腦或肌肉，一些可用于測試新治療或有潛力替代疾病或受損組織。

這聽起來很簡單：你以任何類型的分化細胞，例如皮膚細胞作為開始，加入四種分子重編程細胞基因組，然后嘗試獲得那些成功恢復為非特化的iPSCs的細胞。但這個過程需要很長的時間，且并不是很高效。你可能從成千上萬的皮膚細胞開始，最終只有少數的iPSCs。

Rana實驗室的研究生李忠涵（Zhonghan Li，生物通音譯）承擔的任務是尋找可以加速iPSC生成進程的激酶抑制劑。桑福德-伯納姆醫學研究所的藥物發現機構Conrad Prebys化學基因組中心的科學家們向李忠涵提供了超過240種可抑制激酶化合物樣本。李忠涵十分小心地逐個將它們添加到細胞中，等待觀察發生的事情。他發現相比未處理細胞，幾種激酶抑制劑生成了更多的iPSCs，在某些情況下由于iPSCs太多而導致小培養皿裝滿了細胞。最有力的抑制劑特別靶向的三種激酶是AurkA、P38和 IP3K。

與桑福德-伯納姆醫學研究所的基因組、生物信息學、動物模型和組織學核心機構的工作人員一起協作，Rana和李忠涵進一步證實了他們研究結果的特異性，并甚至確定了一種抑制劑有益作用背后的機制。

Rana 說：“我們發現操縱這些激酶的活性能夠顯著提高細胞重編程效率。但更為重要的是，我們還提供了重編程分子機制的新認識，揭示了這些激酶的新功能。我們希望這些研究結果將激勵進一步的努力篩查出有可能有助于以iPSC為基礎的治療的小分子。”