在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自英國(guó)劍橋大學(xué)韋爾科姆基金會(huì)桑格研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）等機(jī)構(gòu)的研究人員利用血細(xì)胞制造出誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞），而且不會(huì)在這種干細(xì)胞中引入隨后可能導(dǎo)致癌癥產(chǎn)生的基因變化。相關(guān)研究結(jié)果于2016年4月7日發(fā)表在PLoS Genetics期刊上，論文標(biāo)題為“Mutational History of a Human Cell Lineage from Somatic to Induced Pluripotent Stem Cells”。
這一發(fā)現(xiàn)對(duì)正在找出方法將iPS細(xì)胞用于再生醫(yī)學(xué)的科學(xué)家們而言是一大鼓舞。iPS細(xì)胞是對(duì)健康的體細(xì)胞進(jìn)行重編程而制造出的一種干細(xì)胞類(lèi)型。
這是研究人員首次追蹤在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的iPS細(xì)胞獲得的基因突變。
這項(xiàng)研究的目的是追蹤當(dāng)用于臨床治療時(shí)iPS細(xì)胞經(jīng)歷的全過(guò)程。在這項(xiàng)研究中，由Allan Bradley教授和Kosuke Yusa博士領(lǐng)導(dǎo)的韋爾科姆基金會(huì)桑格研究所團(tuán)隊(duì)利用一名57歲男性捐獻(xiàn)的血細(xì)胞開(kāi)展研究。
當(dāng)人從胚胎長(zhǎng)成小孩、成年人以及變老時(shí)，人體內(nèi)的細(xì)胞產(chǎn)生許多微小的基因突變。大多數(shù)基因突變不會(huì)產(chǎn)生影響，但是一些突變能夠?qū)е掳┌Y。研究人員追蹤了這種捐獻(xiàn)的血細(xì)胞和由它產(chǎn)生的iPS細(xì)胞的基因變化歷程。
這些研究結(jié)果揭示出iPS細(xì)胞中產(chǎn)生的基因突變比他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的血細(xì)胞少了10倍，而且在這些iPS細(xì)胞發(fā)生的基因突變中，沒(méi)有一種突變存在于已知導(dǎo)致癌癥的基因中。
論文第一作者Foad Rouhani博士說(shuō)，“在iPS細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的突變中，沒(méi)有一種突變是癌癥驅(qū)動(dòng)突變，或者存在于致癌基因中。我們并未發(fā)現(xiàn)阻止將iPS細(xì)胞用于治療醫(yī)學(xué)中的不利因素。”
此外，研究人員利用這種捐獻(xiàn)的血細(xì)胞經(jīng)重編程而制造出的iPS細(xì)胞追蹤一種細(xì)胞從受精卵一直到它從體內(nèi)取出時(shí)產(chǎn)生的每種突變史。
這是首次對(duì)供者的體細(xì)胞和由它產(chǎn)生的iPS細(xì)胞的突變率進(jìn)行計(jì)算和比較。
Allan Bradley教授說(shuō)，“在此之前，人們并沒(méi)有詳細(xì)解決產(chǎn)生iPS細(xì)胞和在體外培養(yǎng)它們是否產(chǎn)生突變的問(wèn)題。如果人細(xì)胞經(jīng)重編程真正地大規(guī)模用于再生醫(yī)學(xué)，那么理解供者體細(xì)胞攜帶的基因突變將是一種至關(guān)重要的步驟。我們?nèi)缃裼蟹椒ㄗ龅竭@點(diǎn)。”
追蹤細(xì)胞一生中發(fā)生的基因突變可能也改善科學(xué)家們理解突變?nèi)绾巍⒑螘r(shí)和為何能夠?qū)е掳┌Y。
Kosuke Yusa博士說(shuō)，“一種激動(dòng)人心的事情是我們發(fā)現(xiàn)一種方法利用iPS細(xì)胞作為一種工具研究單個(gè)細(xì)胞的遺傳史。它也強(qiáng)調(diào)這一事實(shí)：在利用這些細(xì)胞之前，人們真正需要在很大程度上描述他們以便了解這些突變是否產(chǎn)生。”
研究人員也發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室制造的iPS細(xì)胞中發(fā)生的基因突變可能是由氧化應(yīng)激導(dǎo)致的。他們希望這一發(fā)現(xiàn)將有助于發(fā)現(xiàn)改善iPS細(xì)胞制造的方法。