北京基因组研究所Cell子刊发表干细胞新文章

　　

生物通报道  来自中科院北京基因组研究所、约翰霍普金斯大学医学院的研究人员，对培育扩增的人类间充质干细胞（MSCs）进行了全基因组测序，揭示出连续数代培养的MSCs的遗传变化。这一重要的研究成果发表在Cell期刊旗下的《Stem Cell Reports》杂志上。

中科院北京基因组研究所的王前飞(Qian-fei Wang)研究员以及约翰霍普金斯大学医学院的程临钊(Linzhao Cheng)教授是这篇论文的共同通讯作者。王前飞研究员的研究方向是血细胞发育和人类白血病的转录组学以及分子遗传机理。程临钊教授是著名的华人干细胞专家，于2012年入选第七批国家“****”。

人类MSCs是一种多能细胞，其具有分化为如骨骼、软骨、脂肪和腱等各种细胞谱系的潜能（延伸阅读：Nature揭示意想不到的干细胞来源 ）。在细胞疗法中利用MSCs来治疗骨缺损和心血管缺陷，以及各种退行性疾病和组织损伤，是再生医学一个快速发展的领域。MSCs还可在调控免疫与炎症反应中发挥有益效应，当前在各种临床试验中被用于治疗移植物抗宿主病和其他的免疫性疾病。

尽管可以从不同的成体组织如骨髓和脂肪中分离到MSCs，在骨髓和其他成体组织中原始MSCs却很稀少。因此，要达到一个或多个受体所需的有效细胞量，需要通过数月连续的细胞培养和传代来体外扩增MSCs。尽管以MSC为基础的治疗在临床随访的早期阶段取得了一些成功，且看起来很安全，目前尚未对连续培养物中这些极大扩增的细胞进行过详细的特征鉴定。

维护干细胞基因组的完整性对于它们能够安全地应用于临床治疗至关重要。近年来，研究人员采用包括全基因组测序在内的各种方法对诱导多能干细胞(iPSCs)展开了广泛的研究，尽管MSCs具有更长的历史以及被广泛地应用于临床，却未曾在相近程度上对MSCs进行过评估。除了少数基于低分辨率技术的研究报道，仍然有待研究人员从全基因组水平上探索临床用MSCs（5-13代）MSCs的基因组完整性。

在这篇文章中，研究人员对体外建立（第1代，p1）和连续扩增（p8和p13代）的培养MSCs的遗传动态进行了全基因组分析。他们称直至p8代才检测到显著的拷贝数改变(CNAs)和低水平的单核苷酸改变SNCs。引人注目的是，研究人员在p13 MSCs中发现了相当多(677)的SNCs。

利用一种敏感的微滴式数字PCR检测技术，他们测试了全基因组测序检测到的非同义SNCs，发现在未培养的单个核细胞和早期传代的MSCs（p1和p8）中它们是预先存在的低频突变，分别为大约0.01%以及0.1%–1%，但却在p13达到了17%–36%。

这些数据证实了在体外培养的早期阶段人类MSCs维持了稳定的基因组组成，但却易受扩增情况下克隆生长的影响。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Whole-Genome Sequencing Identifies Genetic Variances in Culture-Expanded Human Mesenchymal Stem Cells

Culture-expanded human mesenchymal stem cells (MSCs) are increasingly used in clinics, yet full characterization of the genomic compositions of these cells is lacking. We present a whole-genome investigation on the genetic dynamics of cultured MSCs under ex vivo establishment (passage 1 [p1]) and serial expansion (p8 and p13). We detected no significant changes in copy-number alterations (CNAs) and low levels of single-nucleotide changes (SNCs) until p8. Strikingly, a significant number (677) of SNCs were found in p13 MSCs……

作者简介：

王前飞

•1993年获得山东医科大学医学学士（临床医学专业）
•2002年获得Johns Hopkins University (约翰斯霍普金斯大学)细胞和分子医学专业理学博士，师从Dr. Mark S. Schlissel / Dr. Alan D. Friedman。
研究方向：血细胞发育和分化的基因表达以及转录调控
•2002-2006年在University of California, Berkeley/ Lawrence Berkeley National Laboratory(加州大学伯克利分校劳伦斯国家实验室)基因组系从事博士后研究。指导教授Dr. Edward (Eddy) M. Rubin。
研究方向：比较基因组学和基因表达的转录调控
•2007-2009 年在University of Chicago（芝加哥大学）任研究助理教授。
研究方向：白血病的转录调控和基因组学
•2009年 受聘为中国科学院北京基因组研究所“****”研究员。

研究方向：血细胞发育和人类白血病的转录组学以及分子遗传机理
先后获得the American Academy of Allergy, Asthma and Immunology Travel Award (1997); 美国国立卫生研究院NIH NRSA postdoctoral fellowship 资助（2001/2002）, American Heart Association: Young Investigator Forum大会发言荣誉奖（2005），Cancer Research Foundation Young Investigator Award（2008）, American Cancer Society Research Grant (2009)。

程临钊

霍普金斯大学博士，现任美国霍普金斯大学医学院教授。于2012年入选第七批国家“****”。主要研究干细胞生物学、人类胚胎干细胞和其它多能干细胞,、人类iPS细胞与重编程、造血干细胞与造血作用、人类细胞基因打靶、慢病毒载体与逆转录病毒载体,基因表达，调控与监测、细胞治疗与移植, 基因治疗等。