美用抗體將成體細胞編程為多能干細胞

聶翠蓉

2017年09月13日08:18  來源:科技日報
 
原標題:美用抗體將成體細胞編程為多能干細胞

  《自然·生物技術》11日刊登了一項用全新方法培育干細胞的突破性研究。美國科學家建立了包含一億種抗體的抗體庫,並篩選出能替代轉錄因子的抗體,模擬自然發育過程,將普通成體細胞重新編程為誘導多能干細胞(iPSCs)。

  現今普遍使用的多能干細胞誘導程序由科學家在10年前研發,這種名叫“OSKM”的方法,需要向成體細胞DNA內插入能分別編碼轉錄因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc的4種基因。加入這4種基因后,成體細胞會編碼生成轉錄因子,誘導成體細胞編程為多能干細胞。

  利用病人自身細胞誘導生成多能干細胞,在個性化細胞療法和器官再生領域具有廣闊應用潛力。但十年來,因傳統方法具有潛在風險,誘導多能干細胞始終無法進入臨床應用。其中兩大潛在風險為:導入轉錄因子的病毒載體和轉錄因子的過量引入,會對細胞DNA造成損傷,從而誘導細胞癌變﹔另外,重編程過程通常會同時生成多種不同性能的干細胞,這種多樣性混雜不但無法用於治病,甚至無法用來在實驗室創建疾病模型。

  這次研究中,斯克利普斯研究所神經科學系副教授克瑞斯汀·鮑爾溫課題組與免疫化學教授瑞查得·勒納的實驗室合作,利用抗體模仿動物發育中的天然通道,將普通細胞編程為多能干細胞,從而避免了轉錄因子引入造成的風險。

  勒納實驗室負責建立了包含大約一億種人類抗體的抗體庫。鮑爾溫課題組以老鼠成纖維細胞為模型,篩選出兩種能同時取代Sox2和c-Myc的抗體,以及能取代Oct4的另兩種抗體。初步實驗証明,用這些抗體替代相應的轉錄因子后,老鼠成纖維細胞能在實驗室發育成多能干細胞。

  鮑爾溫表示,他們的抗體篩選方法還可用來研究抗體與細胞膜蛋白結合的背后機制,幫助科學家厘清癌細胞發育與干細胞之間的關聯。未來他們會繼續篩選出替代Klf4的抗體,並改用人體細胞進行更大規模的抗體篩選研究。

(責編:張歌、申寧)

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