美國科學(xué)家發(fā)明了一種新方法,可通過將兩個蛋白混合在一起制造出一個“超級蛋白”,從而大大提高了制造誘導(dǎo)多功能干細胞(iPS)的效率和純度,且沒有產(chǎn)生腫瘤的風(fēng)險。
目前,科學(xué)家們主要通過朝一個成人細胞引入四個確定基因來制造iPS細胞,這些基因會將成人細胞重新編程為一個干細胞,以分化成人體內(nèi)多種不同類型的細胞。一般而言,4個被引入的基因是Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc,因此,這種方法被簡稱為OSKM。OSKM方法面臨的挑戰(zhàn)是:在整個重新編程過程中,只有很少的0.1%細胞真正變?yōu)閕PS細胞;另外,因為引入的c-Myc基因本身就是致癌基因,可能會產(chǎn)生腫瘤。
明尼蘇達大學(xué)干細胞研究所的分子生物學(xué)家桔梗統(tǒng)昭和平井博之領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊發(fā)明的新方法是:將多能性調(diào)節(jié)基因Oct4和肌肉轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子MyoD的片段混合在一起,制造出一個能從多方面改進iPS制造過程的“超級基因”M3O(或“超級Oct4”),可大大提高制造iPS的效率和純度??茖W(xué)家們也能借此洞悉制造iPS細胞的機制。
桔梗統(tǒng)昭表示,與OSKM方法相比,新方法制造老鼠和人的iPS細胞的效率增加了50倍;純度也有所提高——新制造出的iPS細胞約占所獲得細胞的98%,而OSKM方法得到的純度僅為5%;新方法也讓重組過程變得更加簡單,只需5天iPS細胞就會長出,而使用OSKM則需2周左右的時間。而且,新方法不涉及c-Myc,沒有產(chǎn)生腫瘤的風(fēng)險。
另外,OSKM方法中,人體iPS細胞通常需要同飼養(yǎng)細胞(用來維持胚胎干細胞的未分化狀態(tài)以便擴增足夠數(shù)量的細胞)結(jié)合培養(yǎng),飼養(yǎng)細胞一般來自老鼠細胞,顯然,這樣的細胞被用于人體移植會產(chǎn)生問題。而新方法不需要這樣的飼養(yǎng)細胞,大大簡化了整個培育過程。
桔梗昭統(tǒng)表示,新方法將大大加快為特定病人制造iPS細胞的速度,使細胞移植療法早日成功為病患服務(wù)。
也有研究人員在嘗試將一種細胞通過重新編程直接變?yōu)榱硪环N細胞,從而繞過iPS細胞這個階段,例如,通過引入幾種基因,誘導(dǎo)皮膚細胞變成神經(jīng)細胞等。這種名為直接編程的方法被認為將超越iPS細胞技術(shù)而成為下一代的干細胞技術(shù)。而這一新方法也有望廣泛應(yīng)用于直接編程方法上。
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