常用的iPS重編程方法是否安全？

日期：2016-02-23 09:17:21

誘導多能干細胞（稱為iPSCs）類似于人類胚胎干細胞，這兩種細胞具有獨特的自我更新能力，具有靈活性，能變成人體中的任何細胞。然而，iPSC細胞是由重編程的皮膚或血細胞產生的，并不需要胚胎。

重編程是一個漫長的過程（大約一至兩周），大部分效率不高，通常只有少于1%的原發性皮膚或血細胞能成功地變成iPSC。iPSCs在再生醫學領域具有很大的應用潛力，它們可以提供患者特異性細胞的單一來源，替換那些因損傷或疾病而失去的細胞。它們也可以被用來制備新的疾病模型，利用這些模型可以開發新的藥物和治療方法。

目前制備干細胞的重編程方法有很多。2月19日，2012年諾獎得主山中伸彌在Nature Reviews Molecular Cell Biology雜志上發表文章，全面回顧了iPS重編程的發展歷程。而在1月13日，瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的科學家們開發出了一種新方法，通過“擠壓”細胞可將它們轉變為干細胞。這種方法為大規模生成醫用干細胞鋪平了道路。在細胞重編程方面，科學家們也取得了很多進展，例如，美國Gladstone研究所和加州大學舊金山分校（UCSF）的科學家們，成功將人體皮膚細胞轉化為功能健全的胰腺細胞。新的細胞可產生胰島素響應葡萄糖水平的變化，并且，在移植到疾病小鼠模型體內之后，這些細胞可保護動物免于患上糖尿病。這項新的研究發表于《Nature Communications》。

然而，誘導多能性的壓力可能會在誘導多能干細胞（iPSC）的過程中帶來有害的DNA突變，這會影響它們在細胞療法中的應用。最近，由美國斯克里普斯研究所（TSRI）和J. Craig Venter研究所（JCVI）的科學家帶領的一項新研究證明，制備多潛能干細胞供臨床使用的行為，不太可能將致癌基因突變傳遞給患者。這項研究發表于2016年2月19日的《Nature Communications》雜志上，是在快速發展的干細胞治療領域中評估患者安全的重要一步。

這項新的研究主要關注的是，在人類患者中使用誘導多能干細胞（iPSCs）的安全性。由于iPSCs可以分化為體內任何類型的細胞，因此，它們有可能修復由受傷或疾病（如帕金森和多發性硬化癥）引起的損害。

本研究共同負責人、TSRI發育神經生物學教授Jeanne Loring，和JCVI人類生物學教授Nicholas J. Schork指出：“我們想知道，重編程細胞是否會使細胞易于突變。答案是‘不’。”Schork補充說：“病人的安全是第一位的，而我們的研究第一次解決了關于‘iPSC細胞替換策略’的安全問題，并有望將引發科學界更多的興趣。”

為了制備一個iPSC，科學家們必須重編程一個成人細胞，如皮膚細胞，以表達一組不同的基因，這可以使用病毒作為載體，或使用信使RNA（mRNA）分子來完成。

研究人員研究了生產iPSC的三種常用方法（整合逆轉錄病毒載體、非整合仙臺病毒和合成的mRNA），評估每一種方法引發致癌基因突變的潛力。雖然研究人員注意到了在iPSCs中的一些輕微改動，但是沒有哪種方法可導致顯著的突變。研究人員重復實驗2次以上，再次發現沒有顯著的風險。

Loring表示：“我們用來制備多能干細胞的方法，是安全的。”

科學家們警告說，細胞重編程過程中即使iPSCs沒有獲得致癌突變，但是以后隨著iPSCs在實驗室培養物中的繁殖，潛在有害的突變可能會積累。Loring說，在將這些細胞用于治療之前，科學家們必須分析他們的細胞，以發現這些突變。

Loring說：“我們需要繼續制備這些細胞以供臨床應用。我們推薦的質量控制是，在你將這些細胞用于人類之前，使用基因組方法，來全面地表征它們。”