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诱导多能干细胞（iPSCs）在疾病建模、药物研发和再生医学意义重大，但家猫无足迹 iPSCs 及向间充质基质细胞（MSCs）分化未见报道。研究人员用非整合型仙台病毒（SeV）载体开展研究，成功获得家猫无足迹 iPSCs 并分化为 MSCs，为研究疾病和治疗策略提供模型。
在生命科学的奇妙世界里，干细胞研究一直是备受瞩目的焦点。诱导多能干细胞（iPSCs）作为一种神奇的细胞，它能像 “魔法种子” 一样，在合适的条件下分化成各种细胞类型，为疾病建模、药物研发和再生医学带来了新的希望。家猫不仅是人们喜爱的宠物，更是研究人类疾病的重要动物模型。然而，在干细胞研究领域，家猫却面临着一些挑战。一方面，虽然已经有研究成功获得了家猫的 iPSCs，但目前还没有关于从家猫中生成无基因组整合（无足迹）iPSCs 的报道。另一方面，间充质基质细胞（MSCs）在细胞治疗中有着巨大的潜力，但传统获取 MSCs 的方法存在诸多限制，如数量有限、质量参差不齐等。因此，开展家猫无足迹 iPSCs 及其向 MSCs 分化的研究迫在眉睫。
为了解开这些谜团，来自美国康奈尔大学兽医学院贝克动物健康研究所（Baker Institute for Animal Health, College of Veterinary Medicine, Cornell University）等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们通过不懈努力，成功地从家猫胎儿成纤维细胞中利用携带人类转录因子的非整合型仙台病毒（SeV）载体生成了无足迹 iPSCs，并将这些 iPSCs 成功分化为 MSCs。这一研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上，为家猫和人类健康研究开辟了新的道路。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。首先，他们从家猫胎儿获取胎儿成纤维细胞（FFFs），这是研究的起始材料。接着，使用 SeV 载体转导 FFFs，实现细胞重编程。然后，通过多种检测技术，如碱性磷酸酶染色、RNA 测序等，对生成的 iPSCs 和分化得到的 MSCs 进行全面的特征分析。
研究结果如下：
- 成功生成家猫 iPSCs：研究人员利用 SeV 载体转导 FFFs，经过一系列培养和筛选，成功获得了家猫 iPSCs。这些 iPSCs 呈现出典型的集落形态，具有高核质比，碱性磷酸酶活性呈阳性，并且表达家猫的 OCT4、SOX2 和 Nanog 等干细胞标记。在传代过程中，SeV 衍生的转基因表达逐渐降低，最终从宿主细胞中消失，家猫 iPSCs 能够稳定维持超过 35 代。
- iPSCs 的多能性验证：家猫 iPSCs 在体外能够分化为胚胎体（EBs），在体内注射到免疫缺陷小鼠后，形成的肿块中包含中胚层组织衍生物。虽然部分肿块表现出类似生殖细胞肿瘤的特征，但这也进一步表明了 iPSCs 的分化潜能。
- iPSCs 向 MSCs 的分化：研究人员尝试多种方法后，利用连续平板接种策略和转化生长因子 -β（TGF-β）I 型受体抑制剂，成功将家猫 iPSCs 分化为 MSCs。这些 iPSC 衍生的 MSCs 具有塑料粘附性，呈现出 MSC 样的形态，表达 MSC 特异性表面标记，并且在体外能够分化为中胚层谱系的细胞。
- 基因表达分析：通过 RNA 深度测序，研究人员发现家猫 iPSC 衍生的 MSCs 与 iPSCs 相比，有 1189 个差异表达基因。这一结果揭示了 iPSCs 向 MSCs 分化过程中的基因表达变化，为深入理解细胞分化机制提供了重要线索。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次成功生成了家猫无足迹 iPSCs，并将其分化为 MSCs。这不仅为研究家猫疾病的发病机制提供了宝贵的细胞模型，也为开发新的治疗策略奠定了基础。此外，这些 iPSCs 和 iPSC 衍生的 MSCs 还可以作为人类健康研究的转化模型，有助于提高对疾病发病机制的认识，推动再生医学和细胞治疗的发展。然而，研究也存在一些局限性，如使用人类转录因子可能带来的潜在风险，以及在体内分化过程中出现肿瘤的问题，这些都需要进一步研究和解决。但总体而言，这项研究成果为生命科学和医学领域带来了新的突破，具有重要的理论和实践意义。
