人类干细胞培养又有新方法

2016年伊始，来自德国亥姆霍兹协会Max Delbrück分子医学中心（MDC）的科学家们，提出了一种方法，在细胞培养物中检测这样的多能干细胞，并在实验室中有效地保存它们。

　　

生物通报道：人类多能干细胞（hPSCs）能够自我更新并转换成为体内其他任何类型的细胞，使其成为细胞移植疗法、药物开发、细胞分化和发育研究的一种很有前途的材料来源。然而，众所周知，干细胞是很难维持和培养。像所有的真核细胞一样，它们对养分的有效性、pH值、温度、氧气和二氧化碳的含量都很敏感，而且它们也易于分化，留给研究人员的细胞往往不同于他们打算在实验中使用的细胞。在国际干细胞领域, hESCs的培养方案已经初步规范化并且随着hESCs 的自我更新和分化调控机制上新发现的不断涌现, 细胞维持方案也在随之发展和改进。

过去十年来，科学家们开发了各种各样的hPSC培养方法。2014年5月，巴西的一个研究小组，使用人经血间充质细胞（menstrual blood-derived mesenchymal cells，MBMCs）作为饲养层细胞，他们发现，MBMCs可以取代动物来源的饲养系统，用于培养人类胚胎干细胞，并能够使它们成长在一个未分化的阶段，这一研究结果发表在《Cell Medicine》杂志（一种新的人胚胎干细胞培养方法）。2014年12月，美国NIH的科学家在《Cell Stem Cell》杂志发表综述，对不同培养方法和培养成分进行了比较，分析了它们的优点和劣势。此外，文章还探讨了hPSC培养的注意事项、面临的挑战和未来的方向，以便人们能够更好的扩增、分化和使用hPSC（Cell Stem Cell综述：如何更好的培养干细胞 ）。

2015年初，斯克里普斯研究所（TSRI）和加州大学（UC）圣迭戈医学院的研究人员带领的一项新研究表明，某些特定干细胞培养方法与DNA突变增加有关。这项研究为研究人员指出了更安全和更可靠的干细胞培养方法，来治疗疾病和损伤。相关研究结果发表在二月二十五日的《PLOS ONE》杂志（更安全的干细胞培养新方法）。但是，也有研究发出了不同的声音，2015年5月，美国德克萨斯大学El Paso分校和日本理化学研究所（RIKEN）合作进行的一项新研究，对长期持有的观念——“饲养细胞为干细胞生长提供必要的营养物质并防止细胞分化”，提出了一些质疑。这项研究结果发表在英国皇家化学学会知名期刊《Journal of Materials Chemistry B》，本文作者在一份新闻稿中指出：“我们已经证明了一种重要的现象。这些饲养层细胞——很难生长，对于干细胞生长来说，可能根本并不重要。”（干细胞培养传统方法受质疑）

2016年伊始，来自德国亥姆霍兹协会Max Delbrück分子医学中心（MDC）的科学家们，又提出了一种方法，在细胞培养物中检测这样的多能干细胞，并在实验室中有效地保存它们。

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本研究资深作者Zsuzsanna Izsvák指出：“有了我们这种方法，世界各地的研究人员就有可能获得这些令人垂涎的干细胞，并用它们开发创新的治疗方法。”她带领的研究小组，与来自英国巴斯大学和德国Paul Ehrlich研究所的同事一起，将这一操作流程发表在最近的《Nature Protocols》杂志（DOI：nprot。2016.016）。

科学家希望，在将来，我们用多能干细胞，在理论上可以培育出每一种组织，有望能治愈各种疾病。与小鼠形成对照，在实验中从胚胎移除的人类干细胞，会迅速失去其原来的状态，Izsvák解释说：“初始干细胞通常占整个细胞培养物的不到百分之五。”因此，她和同事们想出了一个绝招，来分离这些细胞，并使它们的多能性能够保持更长的时间。

在2014年底，研究人员就已经在《Nature》杂志提出了他们的方法论原则。当时，他们找到一段名为HERVH的序列，它在原始干细胞的遗传物质中是活跃的。使用一个报告基因——已经连接于一个荧光蛋白，研究人员能够使HERVH保持在活跃的状态，并同时检测到保留了多能性的细胞。

Izsvák指出，这种方法不仅适用于胚胎干细胞，而且也适用于诱导多能干细胞。从伦理上说，这些iPS细胞被认为是胚胎干细胞的一个中性替代，因为它们是取自成人的人工再生的成熟细胞。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Isolation and cultivation of naive-like human pluripotent stem cells based on HERVH expression
Abstract: The ability to derive and stably maintain ground-state human pluripotent stem cells (hPSCs) that resemble the cells seen in vivo in the inner cell mass has the potential to be an invaluable tool for researchers developing stem cell–based therapies. To date, derivation of human naive-like pluripotent stem cell lines has been limited to a small number of lineages, and their long-term culturing remains problematic. We describe a protocol for genetic and phenotypic tagging, selecting and maintaining naive-like hPSCs. We tag hPSCs by GFP, expressed by the long terminal repeat (LTR7) of HERVH endogenous retrovirus. This simple and efficient protocol has been reproduced with multiple hPSC lines, including embryonic and induced pluripotent stem cells, and it takes ~6 weeks. By using the reporter, homogeneous hPSC cultures can be derived, characterized and maintained for the long term by repeated re-sorting and re-plating steps. The HERVH-expressing cells have a similar, but nonidentical, expression pattern to other naive-like cells, suggesting that alternative pluripotent states might exist.