干细胞——这次不带癌症

在取得突破性发现一周后,科学家报告说,他们可以在不使用已知会导致癌症的生长因子的情况下,将人类皮肤细胞重新编程为类似胚胎干细胞的行为

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紧随上周的宣布,日本和威斯康星州的两个实验室已将人类皮肤细胞转化为行为非常像胚胎干细胞的细胞,其中一种方法有所改进。

在突破的余波中,出现了一些关于两组技术的重要说明,这些技术涉及将四个基因插入细胞,这些基因编码转录因子,转录因子又激活细胞中的其他基因:威斯康星大学小组使用了胎儿和新生儿成纤维细胞(有助于伤口愈合的结缔组织细胞);京都大学的研究人员使用了来自一名36岁妇女和一名69岁男子的成纤维细胞。研究人员报告说,使用较老的细胞取得了成功,但不利的是,他们注意到他们使用了名为c-Myc的基因,该基因被称为原癌基因,因为它会促进肿瘤生长。

现在,以生物学家山中伸弥为首的京都团队报告说,他们可以在小鼠和人类的成人皮肤细胞中重新编程为诱导多能干(iPS)细胞,而无需c-Myc。此外,在小鼠模型中,当细胞被整合到胚胎中时,成年动物患癌症的风险会大大降低。但有一个问题:“我们发现,省略[c-Myc]会导致iPS细胞集落的数量减少,”山中通过电子邮件告诉ScientificAmerican.com。“这个过程也需要更长的时间。但是,大多数产生的iPS细胞都非常好。”


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马萨诸塞州伍斯特市高级细胞技术公司的干细胞生物学家兼首席科学官罗伯特·兰扎说,这克服了该过程中的一个关键障碍。他说,这表明“您可以在没有c-Myc的情况下做到这一点,并且仍然可以使用成年细胞获得成功”。

京都小组转换小鼠和人类皮肤细胞的方法涉及相同的基因,这些基因通过逆转录病毒载体随机插入细胞的DNA中。除了c-Myc,研究人员还使用了Klf4和威斯康星州科学家使用的两个相同基因Oct3/4Sox2,它们是干细胞研究中众所周知的试剂。山中最近证明,这种组合可以有效地将小鼠皮肤细胞重新编程为iPS细胞。结果证明,同样的配方也可以用于人类细胞。

当研究小组去除c-Myc基因时,他们仍然能够创建iPS细胞,但是该过程花费的时间延长了数周,并且产生的细胞数量减少了100倍。但是,新方法在涉及由正常细胞和iPS细胞组成的小鼠模型中显示出其有效性。37只携带由四种成分组合而成的iPS细胞的小鼠中,有6只在出生后100天内发生了肿瘤。相比之下,由三种基因混合物制成的26只嵌合体均未显示出任何肿瘤生长的迹象。

兰扎说,这两种系统仍然存在问题。他指出,这些细胞“仍然经过了严重修改”,这是指将基因插入皮肤细胞的方法。由于基因可能最终出现在细胞DNA中的任何位置,因此即使没有c-Myc,该方法本身也会增加患癌症的风险。还有食品药品监督管理局 (FDA) 批准的问题。“我认为FDA不允许我们使用这些病毒修饰的细胞,”他说。

两个团队的成员都表示,需要一种新的递送机制才能将他们的转录因子引入皮肤细胞。威斯康星州研究工作中的助理科学家于俊英说:“它只会使重新编程的细胞更加安全。”

可能性很多,但是解决这些技术非常困难——例如,小分子可以与细胞受体结合并被带入膜中,但是必须找到正确的组合,以使递送机制不会过于庞大,并且可以正确(并且尽可能安全)地将其有效载荷输送到细胞内部。山中补充说:“我们将在未来检查逆转录病毒整合的影响。”“我们还将尝试用其他东西代替逆转录病毒。”

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