干細(xì)胞具有的分化為多種細(xì)胞的潛能是其價值的重要體現(xiàn),然而細(xì)胞的生長速度難題是干細(xì)胞療法可以被廣泛采用之前必須克服的關(guān)鍵。近日索爾克生物研究所的研究人員開發(fā)出更安全快速的新技術(shù),可令無限生長的干細(xì)胞及其衍生物的生長時間從近兩個月縮短至兩個星期。相關(guān)論文發(fā)表在2012年12月2日的Nature Methods雜志上。
除了有名的倫理爭議,胚胎干細(xì)胞還面臨另一個較少被提及的問題:當(dāng)它們被移植到患者,從胚胎干細(xì)胞生長的組織可能會引發(fā)免疫反應(yīng)。為了克服倫理和醫(yī)療關(guān)注,科學(xué)家學(xué)會將成熟的細(xì)胞(稱為“體細(xì)胞”)誘導(dǎo),使其回到它們的多能狀態(tài)分化成特定類型的組織。這就是所謂的“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞”,或iPS細(xì)胞。
事實證明,iPS細(xì)胞并非無瑕,首先,iPS細(xì)胞必須重新編程體細(xì)胞,這需要相當(dāng)長的時間和精力。其次,iPS細(xì)胞在治療應(yīng)用之前有可能分化成特定細(xì)胞譜系。更糟糕的是,他們有時會發(fā)展成腫瘤,稱為畸胎瘤,它可以癌變。
為了避免iPS細(xì)胞實驗中的難題,科學(xué)家開發(fā)出了直接細(xì)胞系轉(zhuǎn)換的技術(shù)(direct lineage conversion), 我們熟悉的情況是,多能干細(xì)胞分裂和生成一個成人個體的所有不同類型的細(xì)胞,而直接細(xì)胞系轉(zhuǎn)換的技術(shù)則直接將一個體細(xì)胞變成一個特定的其他細(xì)胞類型,例如,一個皮膚細(xì)胞變?yōu)橐粋€肌肉細(xì)胞,而不會再生成其他類型的細(xì)胞。
雖然直接細(xì)胞系轉(zhuǎn)換的技術(shù)是有效的,索爾克的團隊和他們的同事們想知道是否有可能改進,使其更有效率和更安全。
他們在直接細(xì)胞系轉(zhuǎn)換的技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出間接細(xì)胞系轉(zhuǎn)換indirect lineage conversion" (ILC)技術(shù),將體細(xì)胞推后到祖細(xì)胞進一步規(guī)范到以前的狀態(tài)。一旦細(xì)胞被轉(zhuǎn)移到團隊專門開發(fā)的特定條件下,ILC有可能產(chǎn)生多種細(xì)胞。zui重要的是,ILC不要求IPSC子代數(shù)的基因上,即可實現(xiàn)節(jié)省時間和減少畸胎瘤的風(fēng)險。
研究團隊運用ILC,成功將人體成纖維(皮膚細(xì)胞)轉(zhuǎn)化為血管母樣細(xì)胞,而且將實驗所需時間從通常所需的2個月縮短至2個星期。這對于促進iPS細(xì)胞的更大規(guī)模應(yīng)用無疑具有重要作用。

這些是由人體成纖維(皮膚細(xì)胞)衍生的內(nèi)皮細(xì)胞,藍(lán)色部分表示細(xì)胞核