Cell:麻省理工突破ips致瘤障碍

【字体: 时间:2008年08月08日 来源:Cell

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科学家发现一种名为Wnt的药物样分子可取代癌症基因c-Myc,c-Myc是改造成体细胞的四个基因中的一个(动物实验表明c-Myc具有致癌作用)。研究者希望用Wnt取代c-Myc基因诱导的ips细胞能在临床应用,治疗帕金森症和糖尿病。

  

新技术可制备无癌症基因的IPS细胞

2006年时,日本京都大学山中伸弥(Shinya Yamanaka)发现只需要将四个基因 −Oct3/4, Sox2, c-Myc, Klf4− 送入已分化完全的小鼠纤维母细胞,即可以把纤维母细胞重新编排变成全能性的类胚胎干细胞。他们将这种 ”返老还童”的重新编排细胞称之为”诱导式多能性干细胞”,即iPS细胞。

 

与此同时山中伸弥也指出,c-Myc基因对细胞具有致瘤作用。ips进入临床应用还有很长的路要走,首先应该解决的就是c-Myc基因致瘤的问题。

 

现在科学家发现一种名为Wnt的药物样分子可取代癌症基因c-Myc,c-Myc是改造成体细胞的四个基因中的一个(动物实验表明c-Myc具有致癌作用)。研究者希望用Wnt取代c-Myc基因诱导的ips细胞能在临床应用,治疗帕金森症和糖尿病。

 

将Wnt取代c-Myc的诱导技术制备的ips细胞应用于动物实验,导入c-Myc基因是诱导ips的重要步骤,科学家们希望新的诱导技术可消除ips的致瘤作用,有望将ips应用于人类疾病治疗。

 

Ruth Foreman(医学博士)说,Wnt取代c-Myc的成功是一个良好的预兆,希望有天可以用其他的分子取代另外三个起重排作用的基因。Ruth Foreman是Whitehead Member Rudolf Jaenisch实验室的博士研究生,也是文章的lead author。关于Wnt取代c-Myc制备ips的文章发表在8月6号的《Cell Stem Cell》在线版上。其他的作者包括Alex Marson, Jaenisch实验室的学生;Whitehead实验室同盟Richard Young和Brett Chevalier,Young实验室的科学家。

 

Young说,IPS细胞是未来医药行业最具潜力的新型药物,因此我们的基础研究必须仔细研究IPS的制备工序,生产安全可靠的IPS细胞用于临床应用。Young,麻省理工学院的生物学教授。他说,改进细胞遗传重排技术是制备安全可靠的IPS的重要保障。

 

2006年,日本科学家山中伸弥用病毒载体转染4个基因(Oct4, Sox2, c-Myc 和 Klf4)到成体细胞的DNA中。激活的基因改变成体细胞的DNA信息程序,将成体细胞转换成胚胎样干细胞,称为多能性干细胞IPS细胞。

 

然而,四个基因都可能给人类带来一定风险。比如说,c-Myc具有致癌性。

我们具体分析下,首先,携带基因的载体是逆转录病毒,逆转录病毒可致癌,因为它能将自身的遗传物质插入人类基因组中,因此就使得人体细胞可能表达致癌基因,产生肿瘤。第二,c-Myc是有名的致癌基因,过度表达c-Myc可导致癌症。由于IPS细胞将用于治疗人类疾病(如帕金森和糖尿病),因此科学家们必须保证所选用的IPS细胞的安全性,确保逆转录病毒和IPS对人类致癌作用。

 

早期科学家们研究发现,c-Myc并不是制备IPS细胞的必须基因。缺乏c-Myc会延长IPS的制备时间,降低IPS的制备效率。

 

为了消除这些障碍,Whitehead的研究人员将一种自然信号分子Wnt3a取代c-Myc基因,在成体细胞基因重排过程中加入Wnt3a,结果发现Wnt3a可促进成体细胞生成IPS细胞。

 

Chevalier说,我们不清楚Wnt分子是否可与c-Myc发挥相同的作用,或是弥补c-Myc的作用,Wnt作用的机制还不清楚,但是它确实能促进干细胞样细胞生成,与c-Myc具有相似的作用。

 

Marson说,用外源性的分子取代内源性的基因改造体细胞是一个良好的开端。我们还要继续努力消除另外三个基因的潜在危险。

 

Jaenisch说,尽管说,新的技术在小鼠细胞里已经应用成功,它在人体细胞中的应用实验还没开展,有待进一步的研究。Jaenisch是麻省理工学院的生物学家。现在科学家们也不能确定Wnt是否在人类细胞里具有相同的功效?不过,可以肯定的是,这是制备人类IPS亟待解决的问题。

(生物通 张欢)

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