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iPS细胞距离临床应用还有多远?PNAS打破其安全顾虑

2017/02/10 来源:生物探索
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导读
诱导性多能干细胞(iPSCs)是日本京都大学的科学家山中伸弥团队研发的一种类似于胚胎干细胞(ESCs)的细胞。iPS细胞在再生医学领域一直被寄予厚望:2月1日,日本卫生部门批准首例利用异体诱导性多能干细胞治疗黄斑变性疾病的临床试验。2月6日,《PNAS》期刊在线发表一篇文章证实,诱导性多能干细胞不会增加基因突变,打破安全顾虑。


2月6日,《PNAS》期刊在线发表一篇文章证实,诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)不会增加基因突变。基因突变易引发肿瘤,所以诱导性多能干细胞是否存在癌化风险,一直是科学家们关注的重点。现在,这一最新研究打破顾虑,证实这一问题并不应该阻碍iPSCs的研究进程。

诱导性多能干细胞不会增加基因突变

这一研究由美国国家人类基因组研究所(NHGRI)的研究团队完成。他们证实,相比于细胞克隆,诱导性多能干细胞(iPSCs)并不会形成更多的基因突变。

细胞亚克隆是指培养的单个细胞经过增殖过程形成的具有相同遗传形状的细胞群体。这一过程类似于iPSCs,但是并不涉及重编程所需的转录因子处理过程。科学家们曾顾虑,细胞重编程可能会导致基因突变,引发细胞癌变。

NHGRI转化和功能基因组课题组高级研究员Pu Paul Liu 博士带领研究团队检测了两组捐赠细胞:一组来源于健康人;另一组来源于患有一种遗传性血小板缺陷的血液类疾病患者。研究人员采集受试对象的皮肤细胞,同时利用iPSCs和亚克隆技术获得遗传物质相同的细胞系。随后,他们对皮肤细胞、诱导性多能干细胞和亚克隆细胞进行基因测序,并比对两种技术获得的细胞突变基因发生的概率。

结果发现,诱导性多能干细胞和亚克隆细胞的大多数基因变异都遗传自其来源细胞(即皮肤细胞)。这意味着,诱导性多能干细胞携带的多数基因突变并不是因为重编程或者其他处理过程而造成的。所以,诱导性多能干细胞足够安全和稳定,可以用于基础和临床研究。

Liu 博士表示:“诱导性多能干细胞技术的成熟和应用会改变生命研究、疾病治疗的传统范式。这一最新发现表明,安全性问题并不应该阻碍iPSCs的研究进程。基于这些数据,我们计划以诱导性多能干细胞为材料,用于解析疾病发生、发展的机制。我们期待诱导性多能干细胞最终能够用于疾病治疗。”

迄今为止,科学家仅完成一例基于iPS细胞的临床试验

诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是日本京都大学的科学家山中伸弥团队研发的一种类似于胚胎干细胞(ESCs)的细胞类型。自2006年问世以来,iPSCs就被认为是再生医学的新力量和希望,它能够避开胚胎干细胞的伦理担忧,且降低免疫排斥风险,所以一直备受关注。

科学家们曾设想,运用该技术重编程成体细胞,诱导其分化成干细胞、神经元或者其他任何细胞用于疾病治疗,例如细胞软骨组织(修复受损膝盖)、获得视网膜色素上皮(RPE)细胞(治疗年龄相关性黄斑变性及其他眼科疾病)、心肌细胞(修复受损心脏组织)。不过需要谨慎的是,诱导性多能干细胞的应用面临着很多未知和挑战,包括技术本身、政策监管等等。

2014年,日本理化学研究所(RIKEN)干细胞临床研究员Masayo Takahashi团队曾成功利用细胞重编程技术,从自体的诱导性多能干细胞获得RPE细胞,并将其植入70岁高龄女性患者右眼中,完成首例临床试验。

遗憾的是,在开展第二例临床试验之前,山中伸弥团队在患者iPS以及RPE细胞中发现了基因突变。虽然没有证据表明它们会引发肿瘤,但是为了安全,山中伸弥和Takahashi暂停了该临床试验。

首例异体诱导性多能干细胞临床试验将于2017年开展

两年前临床试验的暂停曾一度引发社会对iPSCs应用前景的争议和讨论。但是,它并没有阻止科学家们的探索热情。

2016年6月,RIKEN研究所发布公告,RIKEN将联合神户市立中央市民医院、大阪大学大学院医学系研究科、京都大学iPS細胞研究所3大机构,启动基于异体iPS细胞治疗黄斑变性的临床试验。

2017年2月1日,Masayo Takahashi团队宣布,其利用诱导性多能干细胞治疗黄斑变性眼疾的临床试验已经获得日本卫生部门的批准。研究团队使用的诱导性多能干细胞来源于捐赠的细胞,经过重编程和再分化获得视网膜色素上皮(RPE)细胞,用于疾病治疗。

它将是首个利用异体iPS细胞治疗黄斑变性的临床试验。对于它的安全性问题,Masayo Takahashi表示信心满满。2016年9月,她带领团队在Cell子刊《Stem Cell Reports》连发两篇文章,证实异体诱导性多能干细胞(iPSCs)可用于移植,且不会引发免疫排斥问题。

日本媒体朝日新闻曾报道称:“自体iPSCs技术昂贵、且耗费时间,需要投入93万美元用于细胞培养和检测,患者需要等待11个月才能进行移植手术。但是,使用捐赠的诱导性多能干细胞,时间可以缩短至1个月,且成本大大降低。”

据《日经亚洲评论》报道,Masayo Takahashi团队将于2017年上半年对5名患有黄斑变性的患者进行相关临床试验。

参考资料:

日本RIKEN连发两篇Cell子刊,证实异体iPSC移植可避免免疫排斥!

Regulators OK Clinical Trials Using Donor Stem Cells

Induced pluripotent stem cells don't increase genetic mutations

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