新華社北京12月2日電(記者 李斌)由於能使成體細胞“返老還童”為幹細胞,誘導多功能幹細胞(iPS細胞)是近年來幹細胞領域的研究熱點。中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院裴端卿研究員、陳捷凱副研究員等人經過多年努力,近日破解了iPS細胞誘導過程中一個極為重要的障礙,論文2日在線發表在《自然·遺傳學》雜誌上。
今年10月,英國和日本兩位科學家因“發現成熟細胞可以被重新編程為多功能的幹細胞(即誘導多功能幹細胞)”而摘取2012年度諾貝爾生理學或醫學獎,從而使誘導多功能幹細胞更為人們所知曉。
雖然基於iPS細胞的各種研究熱火朝天,但科研人員一直受困于誘導率低、速度慢、組成複雜等障礙,研究效率並不高。這種情況又反過來制約科研人員對iPS誘導過程分子機理的理解,造就了iPS技術研究遠快於基礎研究,而近兩年來技術研究也明顯面臨瓶頸的狀況。
研究過程中,裴端卿及其團隊發現iPS細胞誘導過程中大量出現一類細胞克隆,外觀、生長速度等各方面酷似幹細胞,卻沒有幹細胞應有的基因表達和功能。
“這些細胞克隆可以説是衣著光鮮的假貨,在經典的誘導環境中大量存在,且狀態穩定,猶如iPS誘導過程的路障,大部分細胞都被阻礙在路障之外,嚴重阻礙科研人員獲得真正的iPS細胞。”裴端卿説。
經過深入研究,科學家發現誘導培養iPS細胞所使用的血清是誘發這個“路障”的元兇:細胞中的一種蛋白——BMP蛋白對重編程過程起抑製作用。
研究人員進一步發現,這些酷似幹細胞的“假貨”在某些誘導條件下,如用維生素C處理,也會變成貨真價實的誘導多功能幹細胞。
“它們只是一種未完全重編程的iPS細胞,換句話説,就是半成品。”裴端卿形象地解釋。
哈佛大學再生醫學中心教授康拉德説,這一發現是決定細胞命運的分子機制研究的重大突破,將使研究者更高效更高質量地製備誘導多功能幹細胞,加快製備來自病人疾病的特異細胞係,加快阿爾茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的藥物研發。