Nature:将皮肤细胞转换为血细胞的神奇方法

近日来自加拿大麦克马斯特大学的一个科研小组在《自然》（Nature）上发表文章称他们能将人类皮肤细胞转换成血细胞，而无需经过原始干细胞的过程。此次是第一个利用人的体细胞生成造血祖细胞的研究报道。

　　

    生物通报道 近日来自加拿大麦克马斯特大学的一个科研小组在《自然》（Nature）上发表文章称他们能将人类皮肤细胞转换成血细胞，而无需经过原始干细胞的过程。今年早些时候也有报道一些研究小组利用“化合物鸡尾酒”将小鼠皮肤成纤维细胞转换成了神经元和心肌。此次是第一个利用人的体细胞生成造血祖细胞的研究报道。

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    爱丁堡再生医学研究所（MRC Centre for Regenerative Medicine）主管及胚胎学家Ian Wilmut说：“相对于体细胞重编程策略，如此‘直接的转换’为个体化细胞治疗提供了更安全更简便的工具。”

    加拿大麦克马斯特大学的干细胞研究员Mickie Bhatia和他的同事们选择用皮肤细胞来生成造血祖细胞是  因为利用干细胞生成的红细胞无法表达成熟血红蛋白。“在实验室中利用胚胎干细胞培育的血细胞通常只表达胚胎血红蛋白（HbF），”Mickie Bhatia说。

    Bhatia的研究小组首先从几个志愿者身上采集了一些皮肤成纤维细胞，用携带OCT4基因的病毒感染这些细胞，再用包含细胞因子的培养基进行培育。

    2006年日本学者山中弥伸曾用四个转录因子诱导皮肤成纤维细胞重编程为多能干细胞（ips），OCT4就是其中的一个转录因子。Bhatia小组的研究人员发现他们生成的造血祖细胞并没有经历胚胎状态。细胞基因表达的方式也不同于胚胎干细胞。此外他们还证实这些造血祖细胞不能诱导小鼠生成畸胎瘤（一种具有多能干细胞特征的肿瘤）。

    然而在另一组实验中研究人员证实造血祖细胞能够生成三种血细胞——白细胞、红细胞和血小板，并且这些细胞都具有正常的功能。生成的红细胞表达成熟的血红蛋白，而非胚胎血红蛋白。

    Bhatia说：“我们最终将会把这些细胞移植到人体中进行检测，在进入临床前无疑还有大量的工作要做。但至少现在的结果是非常鼓舞人心的，我们已经看到了将这些细胞应用到细胞替换治疗中的潜力。”

    Bhatia和他的同事们对新造血祖细胞的治疗潜力充满信心。“因为这些祖细胞不具有多能性，因而当植入患者体内时细胞几乎没有转化为肿瘤的风险，”Wilmut说。Wilmut目前正在自己的实验室尝试构建其他祖细胞。

    美国加州大学旧金山市格拉德斯通心血管病研究所(Gladstone Institute of Cardiovascular Disease)的主管及发育生物学家Deepak Srivastava曾领导他的科研小组用小鼠成纤维细胞生成了心肌。Deepak Srivastava认为相对诱导多能干细胞（iPS）方法，直接转换细胞是更简便的治疗策略：将包绕心脏的成纤维细胞转换为新的心肌，研究人员仅需要利用一个支架传递药物就可使细胞重编程。

    “虽然转化细胞没有iPS和胚胎干细胞的缺点，但是它们在实验室条件下还无法很容易地扩增，目前要获得应用所需的大量的细胞还是非常困难的，”Wilmut说。

    而波士顿儿童医院的干细胞生物学家George Daley 则认为虽然实验室试验表明转换的细胞与成人血细胞没有区别，但现在确定它们是否能运用到患者身上还为之过早。 “表观遗传学的修饰可在无需改变DNA序列的情况下影响基因表达——这有可能会导致自然生成的血细胞与直接转换的细胞之间产生差异。从受精卵到生成特异的血细胞是一个非常漫长的过程，而在培养皿中将成纤维细胞直接转换成血细胞是一个完全不同的过程。”Daley说。

    即使还存在这些疑虑，直接转换策略目前正受到越来越多的欢迎。“每个人都有他们自己感兴趣的细胞类型，像此类的实验毫无疑问会继续的开展下去，”Daley说。

（生物通：何嫱）