iPS的缺陷

日期：2010-04-28 17:05:01

來自哈佛干細胞研究院，霍德華休斯醫學院等處的研究人員在實驗中發現誘導多能干細胞（iPS）在分化發育方面的能力不及胚胎干細胞，研究人員還找出了造成這一情況的原因之一。這一研究成果公布在4月25日的Nature雜志上。

文章的通訊作者是來自哈佛大學的Konrad Hochedlinger博士，這位著名的iPS研究人員在誘導多能干細胞研究領域獲得了許多重要的成果，比如他曾培育出沒有永久性基因損害的iPS，而這種以往的基因損害與人們的設計有關。這一發現代表了人們在未來臨床上應用iPS細胞邁出了重大的一步。

iPS技術利用不會自身被整合到宿主基因組內的病毒，誘導形成多能干細胞，繞過了使得以往iPS細胞的成功遭到破壞的一個經常遇到的問題。過去，科學家們已經培育出了類似胚胎干細胞的iPS細胞，他們所用的方法包括通過可能有害的病毒將特別的DNA-結合蛋白導入到細胞中，而這種做法常常改變了這些細胞的基因組并引起動物中的腫瘤。

但是iPS技術本身也存在一些缺陷，比如前不久，華人科學家張素春教授就比較了iPS細胞和胚胎細胞變成大腦細胞的能力，iPS細胞（即便是那些不用導入外源基因誘導的iPS）比對應的胚胎干細胞的分化的效率和忠實度低。

而最新的研究也顯示，iPS細胞與胚胎干細胞相比，分化發育成全身各類細胞的能力較低，研究人員分別將iPS細胞和胚胎干細胞分別植入小鼠的胚胎中，分析這兩種細胞能否使其發育成健全的身體各組織。然而結果顯示，植入胚胎干細胞的胚胎發育成的全身組織一切正常，這證明胚胎干細胞能夠發育成各類細胞。而植入iPS細胞的胚胎，則很多都在中途停止發育。研究人員通過進一步分析，發現這是因為位于iPS細胞第12號染色體特定領域內的基因群沒有發揮作用。

同樣張素春教授的成果也顯示相比之下胚胎干細胞的可預測性很好，iPS細胞卻不是這樣。這意味著目前仍然需要進行一些研究從而制造出理想的誘導多能干細胞，用于應用。

iPS因已被證實具有多能性而備受再生醫學的關注，科學家們可以將iPS細胞定向分化為所需要的任何功能細胞，這個過程為：成體細胞——iPS多能細胞——定向功能細胞。三個步驟就可以獲得我們想要的功能細胞。

而這些研究不僅讓人擔心iPS的未來發展道路。不過前段時間斯坦福大學的研究人員又提出了一種新途徑，他們開發出一種新的細胞編程技術，成體細胞無需重回多能干細胞狀態，可一步到位地編程為神經元細胞。這種技術的方程式變為：成體細胞——定向功能細胞。

斯坦福的科學家們嘗試將誘導細胞定向分化為神經元細胞的轉錄因子導入成纖維細胞，嘗試一步完成成纖維細胞——神經元細胞的轉化。

研究小組從控制細胞分化候選基因池（19個）篩選分析，最終找出3個適合的基因，Ascl1，Brn2（也稱Pou3f2）和Myt1l，在體外實驗中，這3個因子成功地將小鼠胚胎期的成纖維細胞和成年小鼠的成纖維細胞成功地轉化為神經元細胞。

經過檢驗，通過這種方式誘導的神經元細胞表達多種神經元特異的蛋白，還可產生電位傳導，發育出突觸結構。

研究人員認為，這種可將普通成體細胞轉化為功能神經元的技術對再生醫學、神經疾病等具有重要的意義。