Cell Stem Cell澄清iPS细胞的所谓“记忆”

　　

生物通报道：日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）开发的诱导多能干细胞技术（iPS），可以将成熟细胞重编程为多能细胞，使其回到类似干细胞的状态。这些iPSC可以在体外大量增殖，还能分化为特定的细胞类型（比如心脏、肝脏或神经细胞），在疾病模拟、药物筛选和细胞治疗中有着巨大的应用前景，被人们视为细胞疗法的新希望。

一般来说，比较容易获取的人体细胞主要有四类：成纤维细胞、角质细胞、外周血细胞、脐带血细胞和牙髓细胞。世界各地的实验室正在用不同类型的体细胞生成iPS细胞。然而最近有研究显示，原始体细胞的类型会影响细胞重编程的效率。这种潜在影响对再生医学和其他医学应用非常重要，决定我们是否应该根据自己想要的细胞类型来选择原始体细胞。

此外，重编程方法也可能会影响iPS细胞的分化效率。据日本京都大学CiRA的副教授Yoshinori Yoshida介绍，目前最常用的重编程方法是“逆转录病毒、附加体质粒和仙台病毒。”

此前有研究者提出，要想通过iPS重编程获得血细胞，最好一开始就使用血细胞。为此Yoshida实验室对多种iPS细胞系进行研究，分析了体细胞类型和重编程方法对iPS细胞分化的影响。他们将研究结果发表在七月二十八日的Cell Stem Cell杂志上。

有趣的是，研究人员发现上述两类因素并没有显著影响。特定基因的表达和DNA甲基化能更好的体现iPS细胞分化成血细胞的效率。“我们发现，IFG2基因标志着iPS细胞分化为血细胞的开始，”文章第一作者Dr. Masatoshi Nishizawa说。研究显示，IFG2表达水平升高意味着iPS细胞开始向血细胞转变。虽然IFG2本身与造血作用没有直接关联，但它表达水平的变化与造血相关基因是一致的。

进一步研究表明，iPS细胞分化的完成与其DNA甲基化图谱有关。在重编程过程中，甲基化异常越少，分化就越容易完成。与其他体细胞相比，血细胞出现甲基化异常的可能性更低。可能正是因为这个原因，之前有研究认为原始体细胞与iPS细胞的分化效率有关。这项研究为人们提供了评估细胞系分化潜能的指标，将大大推动iPS细胞在临床上的应用。

近年来不少研究者相信，源自不同组织的多能干细胞对自己身世有一种“记忆”。2014年12月，McMaster大学的科学家们在Nature Communications杂志上发表文章指出，来自成体细胞的人类干细胞会“记得”它们曾经的身份，倾向于再次成为那样的细胞。也就是说，要帮助乳腺癌患者进行组织再生最好一开始就选乳腺细胞。（更多详细信息参见：Nature子刊惊人发现：iPS细胞拥有前世记忆）

2015年12月，麻省总医院等机构的科学家们在Nature杂志上展示了一些参与这种细胞记忆的基因。他们的研究指出，这些基因受到抑制时可有效地消除细胞的记忆，使得细胞更容易重编程。（更多详细信息参见：Nature：重编程的秘诀，让细胞失忆）

前不久，密歇根州立大学的科学家们在iPS重编程产物中发现了一种新型干细胞。其他科学家可能也见过这些细胞，但将它们视为有缺陷或者癌性的废物。这项研究发表在Stem Cell Reports杂志上，为研究出生缺陷和其他生殖问题提供了新的途径，有助于推动再生医学的发展。（更多详细信息参见：iPS废物其实是一种新干细胞？）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Epigenetic Variation between Human Induced Pluripotent Stem Cell Lines Is an Indicator of Differentiation Capacity