重新編程簽名的發(fā)現(xiàn)可能有助于克服干細(xì)胞再生醫(yī)學(xué)的障礙
索爾克的科學(xué)家們?cè)谡T導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)中發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的分子特征,這種“重編程”細(xì)胞由于能夠產(chǎn)生一系列的身體組織,在再生醫(yī)學(xué)中顯示出巨大的前景。
在本周的《美國國家科學(xué)院院刊》上,索爾克的科學(xué)家和他們?cè)诩又荽髮W(xué)圣地亞哥分校的合作者報(bào)告說,胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞之間存在著一致的、標(biāo)志性的差異。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于克服在再生醫(yī)學(xué)中使用誘導(dǎo)干細(xì)胞的障礙
我們相信iPSCs在治療人類患者方面有著巨大的潛力。“然而,我們必須徹底了解控制其安全性的分子機(jī)制,以便對(duì)其在人體中的功能有信心。”隨著這些微小但明顯的表觀遺傳學(xué)差異的發(fā)現(xiàn),我們相信我們離這一目標(biāo)又近了一步。
胚胎干細(xì)胞(ESCs)以其“多能性”而聞名,這種能力可以分化成體內(nèi)幾乎任何細(xì)胞。由于這種能力,長期以來人們認(rèn)為ESCs將是理想的定制治療用途。然而,當(dāng)ESCs成熟為特定的細(xì)胞類型,然后被移植到患者體內(nèi)時(shí),它們可能引發(fā)免疫反應(yīng),潛在地導(dǎo)致患者排斥這些細(xì)胞。
2006年,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了如何將已經(jīng)分化成特定細(xì)胞類型(如皮膚細(xì)胞或毛細(xì)胞)的成熟細(xì)胞恢復(fù)到多能狀態(tài)。這些“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞”(iPSCs)可以從患者自身的細(xì)胞中培養(yǎng)出來,理論上不會(huì)有免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn)。
然而,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)iPSCs與胚胎干細(xì)胞有分子差異。具體地說,有表觀遺傳變化,DNA中的化學(xué)修飾可能改變遺傳活性。在iPSC基因組的某些點(diǎn)上,科學(xué)家可以看到與ESCs基因組相比甲基群的不同模式。這些變化似乎是隨機(jī)發(fā)生的。
貝爾蒙特(Izpisua Belmonte)和他的同事們想進(jìn)一步了解這些差異。它們真的是隨機(jī)的嗎?還是存在一種可識(shí)別的模式?
先前的研究主要分析來自一種成熟細(xì)胞(主要是稱為成纖維細(xì)胞的結(jié)締組織細(xì)胞)的間充質(zhì)干細(xì)胞,與之不同的是,索爾克和加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員檢測(cè)了來自六種不同成熟細(xì)胞類型的間充質(zhì)干細(xì)胞,以確定它們之間是否存在共性。他們發(fā)現(xiàn),雖然有數(shù)百種不可預(yù)測(cè)的變化,但有一些變化在不同的細(xì)胞類型中保持一致:在所有ipsc中,相同的9個(gè)基因與這些常見變化相關(guān)。
我們知道iPSCs和ESCs之間是有區(qū)別的,”論文第一作者Sergio Ruiz說,“我們現(xiàn)在有了識(shí)別它們的標(biāo)志。”
這9個(gè)基因的治療意義有待進(jìn)一步研究。目前這項(xiàng)研究的重要性在于,它使干細(xì)胞研究人員對(duì)iPSCs有了新的、更精確的認(rèn)識(shí)。
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