科學家研製出新型人體多功能幹細胞

2021-01-08 科學網
科學家研製出新型人體多功能幹細胞 基因操控制造人體胚胎幹細胞將不再困難

 

據物理學家組織網6月9日(北京時間)報導,美國研究人員利用成人細胞和生長因子LIF,研發出了一種新的人體多功能幹細胞,其與現在使用的幹細胞相比,不再那麼難以操控。

 

進行該研究的美國麻薩諸塞州總醫院再生醫學研究中心(MGH-CRM)和哈佛幹細胞研究所的研究人員表示,新細胞能夠被用來製造更好的細胞模型以用於疾病研究,或許也可用來矯正引發疾病的基因變異。

 

該研究的領導者、MGH-CRM的尼爾斯·蓋吉森表示,此前科學家已能夠很熟練地操控老鼠幹細胞,但操控人體幹細胞卻並非易事。研究小組發現,製造老鼠幹細胞的生長因子決定了幹細胞的功能,因此,利用該發現就可製造出新型人體幹細胞。

 

第一個哺乳動物胚胎幹細胞來源於老鼠。但是首先,該研究中所用到的一些技術,包括引入同一基因的不同版本或讓某特定的基因變得不活躍等手段,似乎對人體幹細胞不起作用;其次,繁殖速度不同,人體胚胎幹細胞繁殖速度要更慢;再次,長成狀態不同,人體胚胎幹細胞會長成平滑的二維群落,而老鼠胚胎幹細胞則會形成緊密的三維群落;最後,使用單個的細胞來繁殖胚胎幹細胞非常困難。因而試圖通過基因操控來製造人體胚胎幹細胞頗為困難。

 

研究人員已能證明,生長因子才是區分不同的胚胎幹細胞的關鍵,在製造老鼠胚胎幹細胞時用的是生長因子LIF;而在對成人的細胞進行了重新編程後,得到的人體誘導多功能幹細胞(iPSC),其擁有人類胚胎幹細胞的很多特徵,將它也放在包含了生長因子LIF的培養皿中進行培養,就得到了新型人體幹細胞。

 

這種人體幹細胞與老鼠的胚胎幹細胞非常相像,研究人員也證明,它能夠經得住一個標準的基因操縱技術的考驗:會交換匹配的DNA序列,並且可以有針對性地鈍化或者矯正某個特定的基因。如想操控該新細胞,需不斷增加LIF,同時讓其變為iPSC細胞時所使用的5個基因也要持續表達。如果這兩個條件欠缺其一,這種添加了人體LIF生長因子和5個重新編程因子的人體誘導多功能幹細胞(hLR5-iPSC)會變回為標準的iPSC。

 

蓋吉森表示,在hLR5-iPSC幹細胞變回到iPSC之前,引入hLR5-iPSC幹細胞的基因變化會一直存在,研究人員可以利用其來產生細胞系,用於新藥研發,甚至實現基於幹細胞的基因矯正治療。

 

相關報告發表在最新一期的《細胞—幹細胞》(Cell Stem Cell)雜誌上。

 

 

 

 

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