Cell子刊：新配方实现iPS效率大跃进

纽约大学的科学家们将包括维生素C在内的三种化合物与标准iPS方案结合，显著提高了体细胞转化为多能干细胞的效率。该方法在转化小鼠皮肤细胞时，获得的干细胞数量比标准方法增加了二十多倍。相关论文发表在Stem Cell Reports杂志上。

　　

生物通报道：纽约大学的科学家们将包括维生素C在内的三种化合物与标准iPS方案结合，显著提高了体细胞转化为多能干细胞的效率。该方法在转化小鼠皮肤细胞时，获得的干细胞数量比标准方法增加了二十多倍。相关论文将发表在近期的Stem Cell Reports杂志上。

这个方法不仅有效而且很可靠，能大大加速iPS干细胞的各种应用，干细胞理论上能够发育成为任何类型的细胞。

 “效率的大幅提升，让我们有机会在高分辨率水平上研究重编程机制，”领导这项研究的NYU助理教授Matthias Stadtfeld说。

著名科学家山中伸弥2006年提出了，将皮肤、血液或其他类型细胞重编程为诱导多能干细胞（iPSC）的标准方案，他也因此获得了诺贝尔奖。标准方案通过人为表达四个关键基因OKSM（Oct4、Klf4、Sox2和myc），诱导细胞回到与早期胚胎细胞类似的不成熟状态。

在此基础上，人们可以将患者的细胞诱导成为iPSC，然后在体外扩增并刺激它们分化成为特定类型的细胞，比如血细胞、脑细胞、心肌细胞等。这些细胞理论上可以用来替代患者的受损组织。

不iPS技术也面临这一些障碍，重编程效率低就是一个重要的问题。绝大多数细胞类型只有不到1%能转变为稳定的iPSC时，而且这一过程可能需要数周时间。

目前大家都在想办法提高iPS的效率，也已经有团队取得了显著的成绩。不过这些团队采用的方法，往往要改变重要的基因，这可能会在治疗时产生问题。而Dr. Stadtfeld等人采取了更为温和的途径。（延伸阅读：中科院动物所建立高效快速的iPS重编程系统）

研究人员采用的三种化合物，有维生素C和两个影响Wnt和TGF-β通路的化合物。维生素C是一种强大的抗氧化剂，最近它被发现能够激活重塑染色质的酶，进而调控基因表达，促进iPS诱导。而Wnt和TGF-β通路在细胞中调控多个与生长有关的过程。

成纤维细胞是iPS研究中最常用的细胞类型，研究人员在表达OKSM的小鼠皮肤成纤维细胞中，添加了上述三种化合物。在培养细胞一周后，转化效率达到了大约80%。

在受伤或感染之后，血液祖细胞可以替代受损的血细胞。OKSM方法可以缓慢地将这些细胞转变为干细胞，效率达到30%。研究人员将OKSM与三种化合物相结合，在不到一个星期的时间里，转化率接近了百分之百。研究人员用这种方法转化小鼠肝脏祖细胞，也获得了将近百分之百的产量。

Dr. Stadtfeld希望，转化率的显著提升能有助于未来的iPS研究，让iPS诱导成为一个更可预测的事件。“这样就更容易解析重编程背后的具体机制，检测iPS中可能发生的意外事件，”他说。

研究人员指出，这项研究中的三种化合物经过了人们的广泛研究，几乎没有什么未知或有害的影响。而OKSM有时会对iPSC产生意外影响，例如引起发育缺陷。新技术有望让iPSC更加安全，“可以想见，让重编程过程更顺畅可以降低发生异常的风险，”Dr. Stadtfeld说。“我们正在跟进这个问题。”

 

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