Nature：干细胞领域两大牛人携手打造线粒体置换术

　　

生物通报道  由俄勒冈健康与科学大学胚胎细胞和基因治疗中心的Shoukhrat Mitalipov博士和Salk生物研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte领导的一项新研究，为开发出新型基因和干细胞疗法来治疗罹患线粒体疾病的患者迈出了关键的第一步。

这一发表在今天《自然》（Nature）杂志上的重大研究突破，不仅为替换患者的病变组织创造了条件，并为我们打开了通往再生医学世界的一扇大门——在这个世界里医生能够治愈当前无法治疗的人类疾病。

科学家们成功地采用线粒体置换技术，为包含线粒体DNA突变的患者构建出了具有健康线粒体的多能干细胞。这些线粒体突变可以引起多种致命或严重的致人衰弱的疾病，包括糖尿病、耳聋、眼病、胃肠道疾病、心脏病、痴呆和其他几种神经系统疾病。在美国，每年有1,000—4,000名儿童出生即患有线粒体DNA疾病。当前没有治疗或治愈这一疾病的方法。

2007年Mitalipov证实可采用核移植方法构建出来自非人类灵长类动物的胚胎干细胞。六年后，Mitalipov在世界上首次成功利用体细胞核移植技术生成了源自研究对象皮肤细胞的人类胚胎干细胞（延伸阅读：Cell新突破：首次核移植生成人胚胎干细胞 ）。

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Mitalipov说：“对于那些在等待着治愈方法出现的线粒体疾病家庭，现在我们可以说治愈已近在眼前。在过去的几年里，我们一直在致力于生成可用于对抗疾病的干细胞。这一朝着利用基因疗法来治愈这些疾病迈出的关键的第一步，将推动我们走上成功治愈这些患者的道路。不同于不相匹配的组织或器官捐赠，联合基因和细胞疗法将使得我们能够构建出不会被患者身体排斥的、他们自身的健康组织。”

美国线粒体疾病基金会(United Mitochondrial Disease Foundation)科学和联盟官员Philip Yeske说：“这是Mitalipov为受累于线粒体疾病的患者寻求开发出治疗及治愈方法而取得的一个重要的进展。线粒体置换术具有巨大的临床潜力，患者群体期盼着能够在通往临床应用的道路上取得进一步的进展。”

最新的研究突破攻克了开发出人类疾病干细胞疗法长期面对的一个绊脚石。科学家们采用两种方法为线粒体缺陷者生成了具有正常线粒体的患者特异性多能干细胞。在第一种方法中，研究人员从一部分线粒体正常而一部分线粒体有缺陷（这种状态称作为异质性）的患者处分离出了成纤维细胞，将它们重编程为多种诱导多能干细胞(iPSCs)细胞系。随后他们测试了这些iPSC细胞系的线粒体突变情况，选择出多次细胞分裂后只具有非突变线粒体及线粒体重新分配的细胞。在第二种方法中，他们借助于体细胞核移植过程将线粒体突变患者皮肤细胞的细胞核移植到了已去除细胞核的健康卵子中。

科学家们希望在未来能够利用核移植技术，通过取得一个细胞,纠正突变，扩增这些细胞，再将这些经过遗传修正的细胞重新植入回患者体内来替换病变组织。相比于传统的基因治疗，这种核移植技术更为精确。并非通过病毒传递将合成基因插入患者体内，核移植采用的是捐赠的健康线粒体基因。

论文的共同作者、Salk生物研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte实验室资深博士后研究员Jun Wu说：“诱导多能干细胞和体细胞移植是两种互补的细胞重编程策略，有着巨大的潜力开发出患者特异性的细胞替代疗法。在我们的研究中成功地利用了两种技术来消除突变线粒体DNA，这是朝着对线粒体疾病患者实现治疗干预迈出的重要一步。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：
 
The study, "Metabolic Rescue in Pluripotent Cells from Patients with mtDNA Disease," was funded by Fondation Leducq, Mayo Clinic's Center for Regenerative Medicine, OHSU and University of California, San Diego institutional funds. The J. Willard and Alice S. Marriott Foundation also supported this research.