《自然》《科学》《细胞》解析iPS新进展

　　

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。

 

自从iPS文章被发表以来，全世界最顶尖的几个干细胞实验室陆续投入iPS的研究热潮中。本期生物通为您解析近期iPS的最新进展。

 

首先登场的是，Whitehead Member Rudolf Jaenisch实验室解决IPS技术的遗传背景问题

 

他们制备iPS的新技术可克服iPS的遗传多样性，一次便可制备大量相同遗传背景的iPS细胞。

他们用部分类胚胎干细胞，也称iPS细胞（诱导多能性干细胞）培育成一只小鼠。这些IPS细胞来源于成体皮肤细胞，用慢病毒向成体皮肤细胞的DNA随机植入4个基因（Oct4，Sox2， c-Myc 和 Klf4）。接下来，用一种药物，名为的doxycycline药物激发成体皮肤细胞表达上述4个基因，成功表达4个基因的细胞就转变为IPS细胞。

 

这种技术允许研究者获得大量的相同遗传背景的IPS细胞，因为这些细胞都来源于一种IPS培育的小鼠，小鼠体内的细胞基因组相同位置上都有病毒整合在上面的遗传物质。以前的技术制备的IPS细胞每一个的遗传背景都不一样，因为病毒可能在细胞基因组上随机地插入基因（而新技术获得的细胞都源自同一小鼠具有相同的遗传背景，经药物诱导即可成为相同遗传背景的IPS细胞）。新方法还可提高细胞的重组效率，以前技术的效率是1/1000，现在的1/20。

 

使用这种新技术可一次获得大量的遗传背景相同的IPS细胞（数百万个），这就方便用于实验室的大规模化学筛选实验。（详细报道请见：Nature：IPS技术取得突破性进展http://www.ebiotrade.com/newsf/2008-7/200879165637.htm）

 

第二个是：哈佛大学突破IPS细胞形式门槛

 

科学家们不仅可将健康细胞改造成ips，也能将病变细胞改造成ips。（详细报道请见：Science：ips又有新突破http://www.ebiotrade.com/newsf/2008-8/200881163721.htm）

 

据最新研究报道，科学家们称，使用病人自身的细胞可用于新的疾病研究。来自哈佛大学和哥伦比亚大学的科学家们宣布，他们已经掌握使用成体皮肤细胞制造运动神经元（一种神经细胞，主要的功能是控制肌肉运动）的技术。哈佛大学和哥伦比亚大学的科学家们首次在临床上将一82岁的肌肉缩性（脊髓）侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，简称ALS）女性患者的皮肤细胞通过干细胞操作技术生成诱导多能性干细胞（ips）。哈佛大学生物学家Kevin Eggan在学术会议上报告说，采用肌肉缩性（脊髓）侧索硬化症患者自己的成体细胞制备诱导多能性干细胞可为ALS的治疗提供更多的指导。

 

新ips技术的意义在于，可将病人自己病变的细胞诱导成ips，再注射给病人自己，减少免疫排斥问题的发生。（详细报道请见：Science：ips又有新突破http://www.ebiotrade.com/newsf/2008-8/200881163721.htm）

 

 

第三个是：麻省理工突破IPS致瘤障碍

新技术可制备无癌症基因的IPS细胞。

 

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。

 

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。（详细报道请见：Cell：麻省理工突破ips致瘤障碍http://www.ebiotrade.com/newsf/2008-8/200887162959.htm）

 

（生物通 张欢）