原始細胞類型不影響iPS細胞向血液的分化
將細胞重編程為血細胞的有效性被認為取決于原始細胞類型和重編程方法。CiRA的研究人員表明,這種假設(shè)實際上是表觀遺傳效應的結(jié)果,這表明任何創(chuàng)始細胞和重編程方法都可用于血液生成。細胞重編程涉及將一種細胞類型制成另一種細胞類型。理論上,所有細胞都可以重新編程,但有證據(jù)表明原始細胞(創(chuàng)始細胞)會影響它可以重新編程的細胞類型。通常,建立者細胞易于從供體獲得,并且有四種類型之一:成纖維細胞,角質(zhì)形成細胞,外周和臍帶血,以及牙髓細胞。來自世界各地的實驗室使用不同的創(chuàng)始細胞制作了iPS細胞系。創(chuàng)始細胞的潛在影響對于再生醫(yī)學和其他醫(yī)學應用是深遠的,因為它們表明應該基于所需的細胞類型選擇細胞系。
另一個也可能有助于iPS細胞系分化效率的因素是制備iPS細胞的方法。使用了許多方法,但最常見的是,CiRA的副教授Yoshinori Yoshida是“逆轉(zhuǎn)錄病毒,附加型質(zhì)粒和仙臺病毒”。
血液描述了一組不同的細胞,包括那些攜帶氧氣,治愈傷口和抵抗感染的細胞,臨床級血液的生產(chǎn)仍然是重新編程科學的主要目標。一些科學家認為,為了獲得造血細胞,最好的創(chuàng)始細胞是重合的造血細胞。為了研究創(chuàng)始細胞在細胞分化為造血細胞中的貢獻,吉田實驗室研究了使用所有上述建立細胞和重編程方法制備的前所未有數(shù)量的iPS細胞系。。
有趣的是,該小組發(fā)現(xiàn)這些因素都沒有顯著影響。相反,他們顯示某些基因的表達和DNA甲基化是細胞系可以分化成造血譜系的效率的更好指標。“我們發(fā)現(xiàn)IFG2基因標志著對造血細胞進行重編程的開始”,吉田實驗室的血液學家,新研究的第一作者Masatoshi Nishizawa博士說。研究人員表明,生長激素IFG2或胰島素樣生長因子2的高表達表明iPS細胞開始轉(zhuǎn)化為造血細胞。即使IFG2本身與造血功能沒有直接關(guān)系,它的攝取也相應于基因表達的增加。
盡管IFG2標志著分化為造血譜系的開始,但是分化的完成由iPS細胞DNA的甲基化譜標記。“DNA甲基化對細胞保持多能或分化有影響,”吉田副教授解釋說。分化的完成與重編程過程中較少異常的甲基化相關(guān)。與其他創(chuàng)始細胞相比,血液建立者細胞表現(xiàn)出更低的異常甲基化傾向,這可以解釋為什么過去科學家將創(chuàng)始細胞歸因于將iPS細胞分化為造血譜系的有效性。
這些發(fā)現(xiàn)揭示了可用于評估不同細胞系分化潛能的分子因子,這應該加速iPS細胞進入臨床應用的進程。Nishizawa希望這項工作可以作為評估細胞系用于制備其他細胞類型的基礎(chǔ)。“我認為每種細胞類型都有自己特殊的模式,”他說。
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