重編程所需時間最短，細胞變異風險大為降低
人民網科技北京8月19日電 （記者趙永新）繼前不久在世界上首次得到完全由誘導多能干細胞（即iPS細胞）發育的小鼠之后，我國科學家在iPS細胞研究領域又取得重大進展：首次從孕婦產前的羊水細胞中高效快速建立iPS細胞，所需時間只有6天，為目前人類iPS細胞相關報道中最短。
最近在線發表于國際權威雜志《人類分子遺傳學雜志》上的這項成果，是由中科院上海生命科學院/上海交大醫學院健康科學研究所金穎研究員帶領的干細胞研究組與上海新華醫院陳方教授合作完成的。據金穎研究員介紹，此前科學家已經成功地將小鼠、大鼠、獼猴、豬和人的體細胞誘導成為iPS細胞，誘導技術也產生了巨大革新，如減少外源轉錄因子的種類，使用非整合病毒，質粒法等等。“目前關于人類誘導多能干細胞的研究還處于起步階段，所采用的供體細胞還僅僅局限在人包皮成纖維細胞、表皮細胞、毛囊細胞等少數細胞類型。更為棘手的是，這些細胞被重編程為iPS細胞所需要的時間比較長（通常為16-35天），且效率很低，這大大增加了在這個過程中細胞的變異風險?！苯鸱f說，“因此，如何找到一種理想的人類體細胞來源，是全世界科學家的重點關注課題?！?/p>
據介紹，博士研究生李春亮等在金穎研究員指導下，從孕婦產前診斷時剩余的羊水細胞中發現一部分特殊類群，它們在病毒介導的四種因子誘導下，感染后第二天發生形態上的顯著變化，第四天出現人胚胎干細胞類似形態的克隆，第六天就可以挑選后進行建系。研究人員對建立的8株人類誘導多能干細胞進行進一步鑒定后發現，這些細胞能夠長期在體外穩定傳代并保持體外長期傳代核型正常，維持自我更新，蛋白和轉錄水平高表達全能性的標志基因。誘導多能干細胞的主要應用是分化和細胞移植。研究人員按照國際標準嘗試了羊水細胞來源的iPS細胞的體外、體內分化潛能，結果發現，iPS細胞能夠分化成包括神經前體細胞在內的各種人體細胞。
為什么能從羊水細胞中高效快速地建立iPS細胞？研究人員所做的全基因組基因表達譜分析結果顯示，該研究所用的羊水細胞在表達譜相關性上和人胚胎干細胞非常相似,——這可能是它高效被重編程的原因之一。
“這些細胞發生重編程所需要的時間是目前人類iPS細胞相關報道中最短的，這大大減少了在編程過程中細胞發生變異的風險。同時高效快速實現重編程為研究iPS細胞發生的分子機制和探索更安全地建立人類iPS細胞的新途徑提供了理想的細胞體系。”金穎研究員說，此前建立人類iPS細胞所需的供體細胞都是專門提取的，而我們所用的羊水細胞是孕婦常規臨床檢查時剩余的——這就更便于iPS細胞的研究和日后的應用。
背景資料
誘導多能干細胞：日本科學家Shinya Yamanaka于2006年第一次利用病毒載體將四個轉錄因子（Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc）轉入分化的小鼠體細胞，使其重編程為類似胚胎干細胞的細胞類型, 稱為誘導多能干細胞（induced pluripotent stem cells）。與胚胎干細胞一樣, iPS細胞具有自我更新和分化的全能性。 iPS技術具有巨大的潛在應用價值，利用iPS技術能夠獲得疾病患者特異的多能干細胞，這樣可以避免移植過程中的免疫排斥問題，也繞開了人類胚胎干細胞建系所相關的倫理問題。此外，掌握疾病患者特異性iPS細胞向相應疾病中的功能細胞定向誘導分化的技術方法，以此作為模型研究這些疾病的發病機制，利用以上疾病模型，對現有藥物做出個體化的評估，并發現新的治療靶點和篩選新的藥物，將為這些重大性疾病的基礎和臨床研究開辟新的研究方法和技術平臺。
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