诱导多功能干细胞前途难料


  一种前景光明的干细胞可能不会像科学家们期望的那样很好地适用于组织替换移植了。根据《自然》(Nature)上发表的一篇最新研究表明,当未分化的细胞移植进入组织匹配的小鼠中时,诱导多功能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS) ——来源于成体组织,但是却可以像胚胎干细胞一样,有无限增殖和转化成任何类型组织的潜力——触发了免疫反应。

  然而,这个发现的重要性还不明了。研究人员仅仅是已经研究了来自小鼠的细胞,人类诱导多功能干细胞可能不会触发相同的反应。另外,大部分基于干细胞的治疗会涉及已分化细胞的移植,比如说脑细胞或肝细胞,这可能并不会激发免疫系统。

  诱导多功能干细胞于2007年第一次诱导获得,它引起再生医学领域的一片振奋,因为从理论上说它们可以从任何病人的皮肤细胞制取获得,产生在基因上匹配的细胞,推测来说不会触发免疫反应。(来源于非匹配供体的细胞移植需要接受方服用免疫抑制药物。)

  加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的研究人员从小鼠制备出胚胎干细胞和诱导多功能干细胞,然后将两种细胞移植进入在基因型上相同的小鼠,以此来验证这个理论。小鼠的免疫系统攻击了诱导多功能干细胞,但并没有攻击胚胎干细胞。

  据《自然》上的文章所述:

  移植的时候,胚胎干细胞会产生畸胎瘤(teratomas)——包含一堆混乱的各种细胞型的肿瘤,常用来当做细胞多能性的标记。相反,多数诱导多功能干细胞却不能形成畸胎瘤,或者生成了会受到宿主小鼠免疫系统攻击或排斥的畸胎瘤。

  …这个团队发现,在诱导多能干细胞形成的畸胎瘤里,某些基因与其在胚胎干细胞形成的畸胎瘤里相比表达水平高很多。其中两个基因——Zg16和Hormad1——是免疫进攻中的特定靶标。徐(Xu)认为,这些基因在胎儿开始发育出对自身组织免疫耐受的过程之前通常会关闭表达,所以它们不会被宿主身体当成“自身”来辨识;诱导多功能干细胞重编程过程可能改变了这些基因的正常表达。

  诱导多功能干细胞目前用来筛选药物和研究疾病;科学家已经培养出了来自不同病患病人的细胞系,比如帕金森症(Parkinson's)。然后他们将细胞分化为在病患中受损的细胞型,寻找潜在的分子缺陷。研究人员强调说同胚胎干细胞相比,对诱导多功能干细胞的研究仍然相对很少,在治疗中应用它们之前需要进行详尽的研究。比如说,另外一项最近的研究表明,诱导多能干细胞似乎比胚胎干细胞具有更多的基因异常。