诱导分化的的细胞保持其起源细胞的某些特性
2010-07-23 15:36:53   来源:   作者:  评论:0 点击:

每日科学2010年7月19日报道--马萨诸塞州总医院(MGH)再生医学中心的研究人员证实诱导分化的多能干细胞(iPSC)仍可保持其起源细胞的某些特性,这一发现将促进或阻碍未来的干细胞临床应用和干细胞研究,尚未可知。
在这篇即将在Nature Biotechnology上发表并已获得早期网上发布许可的文章中,研究人员同时描述了他们的另一发现:这些细胞对于其起源细胞某些特性的“记忆”将在连续传代培养的过程中逐渐减弱并直至消失。
多能干细胞能在多大程度上被诱导分化到完全初始状态是一个长期存在的问题,我们发现起源细胞确实影响多能干细胞在体外试验中分化成为特定类型细胞的能 力,Hochedlinger,马萨诸塞州总医院再生医学中心的博士,该研究小组的领导者说,但是经过许多次细胞分裂,iPSCs将失去这种记忆力。
同期刊登在Nature上的来自波士顿儿童医院的相似研究发现细胞的记忆影响iPSCs的分化潜能,这项研究比较了iPSC和通过体细胞核转移技术 (NT)--这一技术曾被用于动物克隆-- 产生的细胞,发现NT细胞比iPSC更接近胚胎干细胞;“我们仍需要进一步研究体细胞核转移诱导细胞重新分化的机制,因为这项技术看起来更加有效,且可以 告诉我们如何建立更好的iPSCs”,George Daley,儿童研究的领导者说,Hochedlinger和Daley都是哈佛大学干细胞研究中心的研究人员。
由成人细胞产生的iPSC与胚胎干细胞具有许多相同的特点,当然也有一些重要的不同,早期的研究发现不同iPSCs的功能和基因表达不同与其起源细胞的特 点具有相关性,为了证明供体细胞的基因表达谱是否传递给由其产生的iPSC,MGH的研究小组研究了由iPSC产生的遗传背景完全相同的小鼠的不同组织细 胞。
研究人员发现由不同种类细胞--例如来自同一动物的皮肤细胞、两种免疫细胞、肌肉祖细胞---产生的iPSCs的基因表达确实存在不同,对来自不同动物的 iPSCs的检测发现这种不同 更大程度上是由于起源细胞系的不同,而不是起源动物的不同,iPSC在基因表达的表观遗传控制相关的因素方面也与其起源细胞系有相似之处;另外,起源于不 同细胞的iPSC的分化潜能也大不相同,例如,起源于免疫细胞或肌肉祖细胞的iPSC比起源于皮肤细胞的iPSC更容易诱导分化为血液祖细胞。
任何细胞的长期培养都需要不断地把培养的细胞分成更小的群组并分装到新的培养瓶内,这一过程被称为传代,之前的研究提示连续传代培养会使得iPSC更加类 似胚胎干细胞,研究小组研究了这一过程是否通过消除细胞的记忆实现,他们的研究证实这种基于不同的起源细胞的差异--转录水平和表观遗传水平--在连续传 代培养的过程中逐渐减小,至第16次传代培养这种差异已消失。
完全诱导细胞重新分化看起来是一个循序渐进的过程,这一过程持续至iPSC阶段之后,这一观点或许可以解释大量文献报道的iPSC和胚胎干细胞之间的差 异,Hochedlinger说,传代早期的iPSC所具有的分化形成特定类型细胞的能力具有一定的临床应用优势,对于使用iPSC建立疾病模型也有一定 意义,此前我们需要弄清楚来自患者和健康对照者的细胞之间的不同确实反映疾病的过程而不是对起源细胞的记忆。

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