BioTechniques:如何提高iPS研究的重复性[心得点评]

【字体: 时间:2015年04月22日 来源:生物通

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  生命科学中的重复性一直都是个敏感话题。至于诱导多能干细胞(iPS),因未来可能涉及到临床应用,其重复性更加引人关注。在这一期的《BioTechniques》上,Jeffrey Perkel就介绍了研究人员通过哪些方式来应对这一问题。

生命科学中的重复性一直都是个敏感话题。至于诱导多能干细胞(iPS),因未来可能涉及到临床应用,其重复性更加引人关注。在这一期的《BioTechniques》上,Jeffrey Perkel就介绍了研究人员通过哪些方式来应对这一问题。

Perkel首先谈到了试剂困境。没有人会怀疑iPS过程本身,但问题在于细节。研究人员已开发出许多方法来导入转录因子,诱导终末分化的细胞回到类似胚胎干细胞的多潜能状态。当然,iPS细胞在遗传背景上不同,因为它们是从不同的个体创建的。不过,即使来自同一个体的iPS细胞,其转录和表观遗传图谱也不完全相同,这也许反映了培养条件或操作的细微差异。

对于重复性而言,遗传学只是硬币的一面。细胞对环境极其敏感,因此表现得很善变,改变血清或生长因子的批次都可能引起差异。然而,最主要的问题还是在于不可靠的试剂。美国NIH干细胞部门的科学主任Pamela Robey表示:“我认为这是人们有时候很难重现数据的一个主要原因。”他指出,干细胞试剂很昂贵,但保质期往往有限,且各批次之间的质量和效力相距甚远。有时,甚至是细胞培养板,也会造成截然不同的结果。

为了减少这种差异,许多公司和细胞库建立了全面详细的标准操作程序(SOP),以记录和验证每一个可能的细节。在一家开发干细胞疗法的Ocata Therapeutics公司,这样的文件长达数百页,详细记录了每一个过程,以及每一步所用试剂的来源和质量。

当然,重复性不仅仅是干细胞研究人员的担心,整个生命科学行业都在不断强调重复性,而有些期刊也采用更严谨的指引来描述试剂和方法,以便让结果的验证更加容易。之前的研究表明,文献中的许多数据都不能重复。尽管到目前为止,还没有大型研究说明干细胞数据的重复性,但业内人士预计这一领域的重复性会高得多。

在一项引人瞩目的成果发表之后,许多实验室都会重复这项研究,比如之前的STAP研究。许多不同的实验室尝试使用不同的细胞和方法,但是没有看到同样的结果。之后,研究人员又采用相同的细胞和生长条件,仍不能重复STAP的结果。事情才暴露出来。

那么,如何提高干细胞研究的重复性呢?Perkel认为一种方法就是更好地沟通。例如,加州大学圣巴巴拉分校的Dennis Clegg教授曾开发出将iPS和胚胎干细胞分化成视网膜色素上皮细胞的操作。当这项操作应用到临床试验中时,Clegg将操作发给希望城的研究人员。同时,他们密切沟通,连小的细节也不放过,甚至用手机拍下操作的视频。

另一个可能的解决方案,是提高多能干细胞试剂和方法的质量以及标准化。据威斯康辛大学干细胞与再生医学中心的负责人Timothy Kamp介绍,目前在小鼠MEF滋养层上培养多能干细胞的研究人员已经比较少了。许多人改用成分限定的基质,如层粘连蛋白和玻连蛋白,至少也是BD的Matrigel。胎牛血清也慢慢地被无异源成分的血清替代物所取代。

目前干细胞研究界正在讨论标准试剂的开发,如细胞系或核酸。美国国家标准与技术研究所也在研究干细胞的标准。不过,Perkel认为,研究人员在现阶段大多还是靠自己。(生物通 薄荷)

原文检索

THE IMMORTAL CHALLENGE

BioTechniques, Vol. 58, No. 4, April 2015, pp. 154–160

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