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医学研究中制造诱导多能干细胞(iPS 细胞)的标准方法是刮取皮肤细胞并扰乱其内部时钟,在数周内诱导它们恢复多能性。但现在,斯坦福大学医学院的研究人员已将注意力转向另一种供应充足的细胞类型:脂肪细胞。心脏病专家和整形外科医生团队发现,脂肪细胞在转化为干细胞方面比皮肤细胞效率更高。
iPS 细胞在帮助治疗从受损心脏组织到帕金森病等各种疾病方面的潜力,促使人们进行了深入研究,探索使用皮肤成纤维细胞作为有争议的胚胎干细胞的替代品。然而,皮肤细胞需要几周时间才能培养成多能性——这个过程通常还需要将细胞暴露于小鼠干细胞(称为饲养细胞)中,以滋养和引导转化。
“我们想,为什么不使用不同的细胞类型——而且我们可以很容易地获得脂肪,”Joseph Wu说,他是关于这一过程的研究的合著者,也是斯坦福大学的医学助理教授。脂肪也“被证明是一种容易获得的、伟大的自然资源,”斯坦福大学整形外科教授Michael Longaker说。他和 Wu 指出,超过三分之一的美国人被认为是肥胖,即使是年轻健康的患者也有充足的脂肪可用于 iPS 细胞培养。 Longaker 估计,每升脂肪有望产生数亿个潜在细胞。
体内其他干细胞,如肝细胞和胃细胞,也已被研究其培养可用 iPS 细胞的能力。然而,脂肪干细胞似乎特别适合这项工作,因为它们能够转化为脂肪、心脏、骨骼或肌肉组织。“我们知道这些脂肪细胞是多能的,这应该[使]它们更容易被重编程,”Wu 说。
的确,它们是:根据该团队的发现,脂肪干细胞转化为 iPS 细胞的速度是成纤维细胞皮肤细胞的两倍,效率是其 20 倍。该过程可以在脂肪收获后立即开始——通过抽脂术——细胞在同一天即可准备好培养。
研究结果于今天在线发表在《美国国家科学院院刊》上。
Wu 和 Longaker 都是临床医生,他们一直在寻找能够“减少一个需要担心的障碍”的方法,Longaker 说。能够跳过皮肤细胞所需的鼠饲养细胞步骤,再加上缩短的培养周期,可能会使这种新方法更受美国食品和药物管理局 (FDA) 的欢迎,FDA 必须批准此类治疗方法用于人体,并且更喜欢减少污染机会的方法。
在脂肪细胞成为最新的行业 iPS 细胞标准之前,Wu、Longaker 及其团队仍有许多问题需要解答。他们需要找出这些细胞在对身体特定区域有帮助之前需要多少分化。“在将它们放回患者体内之前,你必须在培养皿中指导它们多少才能使它们变成心肌,比如说?”Longaker 问道。
细胞的最终安全性,特别是关于它们引发癌症的潜力,也需要更详细地检查,明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所医学院分子医学助理教授Yasuhiro Ikeda指出,他没有参与这项工作。“有必要更详细地描述这些细胞的特征……以便了解它们在移植后的致瘤性,”他在一封电子邮件中写道。
Wu 和 Longaker 迄今为止的研究已经对脂肪脂肪干细胞的重编程进行了相当广泛的尝试,因此该团队希望改进该过程,仅针对最有效的候选者。“如果这些是所谓的[细胞]群体的‘鸡汤’,我们不知道它是一种细胞还是五种,”Longaker 说。“我们想确定哪个亚群最容易重编程——并以 FDA 会批准的方式对其进行重编程。”
该领域的其他研究人员将关注进一步的测试可能会揭示关于使用脂肪细胞代替皮肤细胞进行 iPS 研究的实用性。“这绝对是一项有前途的 iPS 新技术,特别是未来将这项技术转化为临床应用,”Ikeda 指出。