Nature子刊：iPSC助力罕见病研究

最近，美国西奈山伊坎医学院的研究人员，将来源于骨髓增生异常综合征（MDS）患者的成熟血细胞，重新编程回到iPSCs，以研究这种罕见血液癌症的遗传起源。相关研究结果发表在三月二十三日的《自然生物技术》（Nature Biotechnology）。

　　

生物通报道：诱导多能干细胞（iPSCs）——成人细胞重编程回到一种胚胎干细胞样状态，可以更好模拟每名患者特定疾病的遗传成因。在一个被称为细胞重编程的过程中，美国西奈山伊坎医学院的研究人员，将来源于骨髓增生异常综合征（MDS）患者的成熟血细胞，重新编程回到iPSCs，以研究这种罕见血液癌症的遗传起源。相关研究结果发表在三月二十三日的《自然生物技术》（Nature Biotechnology）。延伸阅读：基因组编辑为罕见病带来希望。

在MDS中，骨髓干细胞中的基因突变可致使造血细胞的数量和质量出现不可逆的下降，进而损害血液生产。MDS患者会出现严重的贫血，在某些情况下，也会引起被称为AML（急性髓细胞白血病）的白血病。但是，哪种基因突变是引起本病的关键因素？

在这项研究中，研究人员把取自血液肿瘤MDS患者的细胞转化成干细胞，以研究通常与该疾病相关的人类7号染色体缺失。

本文首席研究员、西奈山伊坎医学院肿瘤科学系的Eirini Papapetrou 博士说：“用这种方法，我们能够确定，7号染色体上的一个区域是至关重要的，能够识别驻留在这里的、可引发这种疾病的候选基因。”

用现有工具研究染色体缺失是很难的，因为它们含有大量的基因，使得我们很难找出导致癌症的关键因素。7号染色体缺失是MDS的细胞异常特征，几十年来都被公认为预后不良的标志。然而，这种缺失在疾病发展中的作用仍不清楚。

了解特定染色体缺失在癌症中的角色，需要确定是否一个缺失会产生已观察到的后果，也需要确定哪个特定遗传因素是缺失的。研究人员利用细胞重编程和基因组工程，来剖析7号染色体的缺失。在这项研究中使用的方法，可以使我们研究人类细胞中基因改变的后果。

Papapetrou博士说：“人类干细胞的基因工程，尚未用于疾病相关的基因缺失。这项工作阐明了血液癌症如何发展，也提供了一种新工具，用以研究与各种人类癌症、神经和发育疾病有关的染色体缺失。”

重新编程MDS细胞，提供了一种强大的工具，来剖析这一疾病的体系结构和演化，将MDS细胞的遗传组成与这些细胞的性状联系起来。进一步在分子水平上剖析MDS干细胞，可以为MDS和其他血液癌症的起源发展，提供深刻见解。此外，这项工作也为检测和发现这些疾病的新疗法，提供一个平台。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Functional analysis of a chromosomal deletion associated with myelodysplastic syndromes using isogenic human induced pluripotent stem cells
Abstract: Chromosomal deletions associated with human diseases, such as cancer, are common, but synteny issues complicate modeling of these deletions in mice. We use cellular reprogramming and genome engineering to functionally dissect the loss of chromosome 7q (del(7q)), a somatic cytogenetic abnormality present in myelodysplastic syndromes (MDS). We derive del(7q)- and isogenic karyotypically normal induced pluripotent stem cells (iPSCs) from hematopoietic cells of MDS patients and show that the del(7q) iPSCs recapitulate disease-associated phenotypes, including impaired hematopoietic differentiation. These disease phenotypes are rescued by spontaneous dosage correction and can be reproduced in karyotypically normal cells by engineering hemizygosity of defined chr7q segments in a 20-Mb region. We use a phenotype-rescue screen to identify candidate haploinsufficient genes that might mediate the del(7q)- hematopoietic defect. Our approach highlights the utility of human iPSCs both for functional mapping of disease-associated large-scale chromosomal deletions and for discovery of haploinsufficient genes.