iPS廢物其實是一種新干細胞？

日期：2016-03-07 10:00:10

密歇根州立大學的科學家們在iPS重編程產物中發現了一種新型干細胞。這項研究最近發表在Stem Cell Reports雜志上，為研究出生缺陷和其他生殖問題提供了新的途徑，有助于推動再生醫學的發展。

“其他科學家可能也見過這些細胞，但將它們視為有缺陷或者癌性的廢物，”文章第一作者Tony Parenti 說。“而我們沒有忽視這些副產品。”

胚胎干細胞可以分化成為機體內任何類型的細胞，是研究人體早期發育的理想工具，也是細胞治療的寶貴資源。但獲得這些細胞會破壞胚胎，會引起很大的倫理爭議。2006年人們找到了一個變通方案，將四個基因引入特化的成體細胞（比如患者的皮膚細胞），使其轉變為誘導多能干細胞（iPS細胞）。

iPS細胞在實驗室中表現出與胚胎干細胞相似的能力，而且避開了胚胎干細胞的倫理問題。醫生們可以獲取肝病患者的健康細胞，將其重編程為iPS細胞，然后用這些細胞來修復肝臟的缺陷。使用患者自身的細胞可以大大降低機體產生排斥的幾率，Parenti說。

機體內的胚胎干細胞不僅生產多能細胞，還會生產XEN細胞。XEN細胞是一種獨特的干細胞，它們生成的胚胎外組織在胎兒發育中起到了必不可少的作用。Parenti及其同事認為，這一過程也可能出現在iPS重編程中。他們也的確在iPS細胞培養皿中看到了iXEN細胞形成的克隆。

研究人員通過小鼠模型證實這些細胞并不具備癌性，而是性能很好的干細胞。研究還表明，在iPS重編程過程中抑制XEN基因表達，會減少iXEN細胞增加iPS細胞的產量。人們可以在此基礎上優化iPS重編程，提升iPS細胞的質量。“XEN具有一些多能干細胞不具備的特性，可以幫助我們進一步理解生殖疾病。我們還能利用這些細胞研究那些保護和滋養人類胚胎的組織，”文章的通訊作者Amy Ralston說。

確定細胞重編程所需的細胞因子并不容易。這是一個時間長、成本高的過程，需要進行大量的反復試驗。正因如此，該步驟成為了細胞重編程領域的一個主要障礙。為了克服這一障礙，Duke-NUS醫學院、Bristol大學、Monash大學和RIKEN的研究團隊開發了預測重編程因子的計算工具——Mogrify。這是一個革命性的計算工具，能夠準確預測將一種人類細胞轉變為另一種類型所需的細胞因子，對細胞重編程和再生醫學的進一步發展有重要意義。

多能干細胞可以分化成任何細胞類型，在醫學研究中大受歡迎。不過目前的誘導分化技術會生成異質性的細胞群體，需要從中純化我們想要的細胞。通常人們是用特異性靶標細胞表面受體的抗體來進行純化。但這種方法在許多情況下效果并不理想，細胞也會受到損傷。京都大學iPS細胞研究與應用中心（CiRA）在Cell Stem Cell雜志上發表了一項新技術，解決了這一難題。

希望用干細胞治療疾病的研究者們面臨著一大困境。胚胎干細胞很理想但卻引起了倫理爭議。源自成體細胞的iPS細胞可以避免倫理問題，但它的安全性受到不少人的質疑。Nature Biotechnology雜志上發表的一項研究表明，iPS細胞與胚胎干細胞在功能上的確可以劃等號。