在今天發(fā)表在《Nature》雜志上的一項突破性研究中,澳大利亞科學家解決了再生醫(yī)學中一個長期存在的問題。在西澳大學和哈里·珀金斯醫(yī)學研究所的Ryan Lister教授以及莫納什大學和阿德萊德大學的Jose M Polo教授的帶領下,該團隊開發(fā)了一種新的方法來重新編程人類細胞,以更好地模擬胚胎干細胞,這對生物醫(yī)學和治療用途具有重要意義。干細胞科學家Xiaodong Liu博士(西湖大學)也是這項研究的帶頭人,他說,新的人類TNT-iPS細胞在分子和功能上都比使用傳統(tǒng)重編程產(chǎn)生的細胞更接近人類胚胎干細胞。
在21世紀頭十年中期的一項革命性進展中,人們發(fā)現(xiàn),人體的非生殖成年細胞(稱為“體細胞”)可以被人為地重新編程,進入一種類似于胚胎干細胞(ES)的狀態(tài),這種細胞有能力產(chǎn)生人體的任何細胞。
人工將人體體細胞(如皮膚細胞)重新編程成這些所謂的誘導多能干細胞(iPS)的能力,提供了一種基本上無限供應ES樣細胞的方法,廣泛應用于疾病建模、藥物篩選和基于細胞的治療。
Lister教授說:“然而,傳統(tǒng)重編程過程的一個持久問題是,iPS細胞可以保留其原始體細胞狀態(tài)的表觀遺傳記憶,以及其他表觀遺傳異常。這可能會在iPS細胞和它們應該模仿的胚胎干細胞之間產(chǎn)生功能差異,并隨后衍生出專門的細胞,這限制了它們的使用。”
莫納什生物醫(yī)學發(fā)現(xiàn)研究所的Jose Polo教授解釋說,他們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種新方法,稱為瞬時幼稚治療(TNT)重編程,它模擬了細胞表觀基因組的重置,這種重置發(fā)生在胚胎發(fā)育的早期。
他說:“這大大減少了iPS細胞和胚胎干細胞之間的差異,并最大限度地提高了人類iPS細胞的應用效率。”
Sam Buckberry博士是來自西華大學Harry Perkins研究所和Telethon兒童研究所的計算科學家,也是這項研究的第一作者之一,他說,通過研究體細胞表觀基因組在重編程過程中是如何變化的,他們確定了表觀遺傳畸變出現(xiàn)的時間,并引入了新的表觀基因組重置步驟來避免它們并消除記憶。
來自西弗吉尼亞大學哈里·珀金斯研究所的細胞生物學家Daniel Poppe是該研究的第一作者之一,他說,使用TNT方法生成的誘導多能干細胞分化成許多其他細胞,比如神經(jīng)元祖細胞,比用標準方法生成的誘導多能干細胞分化得更好。
莫納什大學(Monash University)的學生、第一作者之一Jia Tan說:“它解決了與傳統(tǒng)生成的iPS細胞相關的問題,如果不加以解決,從長遠來看,這些問題可能會對細胞療法產(chǎn)生嚴重的有害影響。”
Polo教授說,iPS表觀基因組畸變及其糾正的精確分子機制尚不完全清楚,需要進一步的研究來理解它們。
Lister教授說:“我們預測,TNT重編程將為細胞治療和生物醫(yī)學研究建立一個新的基準,并大大推進它們的進展。”
‘Transient naive reprogramming corrects hiPS cells functionally and epigenetically’
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