最新《科学》：iPS技术里程碑

　　

生物通报道：来自麻省总医院癌症中心与再生医学研究中心，哈佛干细胞研究院等处的研究人员突破了原有诱导式多能性干细胞（iPS）制备过程中的一个“致命弱点”——使用逆转录病毒载体会引发致癌基因的活性，获得了无毒害副作用的iPS细胞。这一研究成果公布在9月26日的《Science》杂志上。

领导这一研究的就是与日本京都大学山中伸弥一起首次利用人体表皮细胞制造出了类胚胎干细胞的Konrad Hochedlinger，其研究小组在2007年与山中伸弥，以及麻省理工的Rudolf Jaenisch一同完成了这一干细胞研究史上的创举。

iPS方法的原理是把小鼠的一种成体细胞进行逐渐分离，最后得出新的细胞形态。然后利用病毒载体将四种转录子的基因，即Oct4，Sox2，c-Myc，和Klf4导入正常小鼠细胞内。因为重组率只有千分之一，所以需要剔除无用的细胞。那些被选出的重组细胞被称为诱导式多能性干细胞（iPS），它们似乎与胚胎干细胞具有着相同的特征。

由于这一方法回避了伦理争议，因此被认为是干细胞研究的一项重大突破，然而基因改造对以实验鼠为对象的iPS细胞技术有“副作用”——改造后的小鼠有20％产生了肿瘤。这一缺憾说明使用逆转录病毒能引发致癌基因的活性。如果应用到人身上同样可能诱发癌症，因此必须找到一种可行的办法解决这一潜在障碍。

今年怀特黑德研究所的研究人员提出了一种消除iPS的致癌作用的方法，iPS的致癌作用是由于携带基因的载体是逆转录病毒，逆转录病毒可致癌，因为它能将自身的遗传物质插入人类基因组中，因此就使得人体细胞可能表达致癌基因，产生肿瘤。研究人员发现一种名为Wnt的分子可取代癌症基因c-Myc（动物实验表明c-Myc具有致癌作用），从而消除iPS的致癌作用。

然而这些方法并没有从根本上解决iPS技术的致癌作用，因此还需要更进一步的实验研究。9月26日《Science》在线版公布了Konrad Hochedlinger研究小组的最新研究成果：利用非整合的腺病毒瞬时表达Oct4, Sox2, Klf4和c-Myc这四种因子，获得iPS细胞。Hochedlinger表示，“这是一种获得iPS细胞的安全途径。”

哈佛干细胞研究所执行主任Brock Reeve也表示这是一项里程碑式的发现，“但这并不是终结，也不意味着这一领域研究的中止，还需要继续寻找化合物来替代所有的病毒载体。”

之前研究所利用的是逆转录病毒载体，这种载体需要整合到基因组上，因此激活了致癌基因，在这项研究中，Hochedlinger等人首次利用了腺病毒，这种病毒载体则不会进行整合，瞬时表达Oct4, Sox2, Klf4和c-Myc这四种因子，因此不会引起肿瘤生长。

早期的研究人员并不知道转录因子在体细胞基因组中被诱导需要多长的时间，因此利用逆转录病毒进行稳定表达，进行最佳的多能性重新编程，但是也导致了一些副作用。利用腺病毒载体则可以克服这些问题，不过研究人员也表示，腺病毒载体也有可能整合到基因组上去，这种情况发生的很少，然而为了获得完全可以用于临床的iPS细胞，还是需要更好的方法。

在今年9月的《Cell Stem Cell》杂志上，Hochedlinger还公布了一种新的iPS诱导技术，即只需要用药物-病毒系统就能产生iPS细胞，制备的iPS从结构和功能上都与人类很相似。这种方法的独特之处是用doxycycline来控制转录因子的表达。Hochedlinger博士认为，iPS双重诱导系统有助筛选影响iPS程序重排技术的关键分子，这些影响iPS程序重排的关键分子就是制约护s技术效率的关键障碍。而我们新的技术平台可最大效率地优化iPS技术。

（生物通：张迪）

原文摘要：

Published Online September 25, 2008
Science DOI: 10.1126/science.1162494
Induced Pluripotent Stem Cells Generated Without Viral Integration