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Stem Cell Reports:iPS细胞究竟有没有表观遗传学记忆
文/admin      2016/01/18
  近日,在Stem Cell Reports杂志上发表的一项最新研究对不同组织的多能干细胞对自己身世有一种“表观遗传学记忆”,这种记忆会显著影响诱导多能细胞(iPSC)的分化的问题提出了挑战。这项研究表明,来源于不同组织的iPSC对重编程同样敏感。
 
  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。
 
  皮肤成纤维细胞和血细胞都可以用来生成iPSC。但人们还不清楚不同来源的iPSC是不是完全等同,原来的组织类型会不会影响它们的分化过程。为了解决这些问题,赫尔辛基大学的研究人员全面比较了源自皮肤和源自血液的iPSC,包括基因表达、DNA甲基化、自发分化能力和诱导分化能力。
 
  如果iPSC确实具有所谓的“表观遗传学记忆”,那么与源自于皮肤的iPSC相比,源自于血细胞的iPSC会更容易分化为血细胞。然而这项研究得到了相当明确的结果:当细胞被完全重编程时,它们的来源并没有造成什么差异。“很明显,源自于不同细胞类型的多能干细胞是完全等同的,”赫尔辛基大学的Timo Otonkoski教授说。
 
  不过令人惊讶的是,来自不同个体的iPSC表现出了显著的差异。可以说,供体的基因型塑造了这些干细胞的分化行为。“在干细胞分化过程中,基因决定的个体差异非常普遍,”Otonkoski指出。“这意味着我们需要从不同供体那里收集多样性足够大的样本,才能对疾病相关基因型的功能意义有一个可靠的了解。”
 
  看到这里你也许会问,iPSC具有“表观遗传学记忆”的说法是如何形成的呢?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。
 
  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。
 
  此外,将CRISPR应用到iPS细胞中去,成为了重编程领域的一大趋势。2015年11月,Morgridge研究所和Murdoch儿童研究所的研究人员,将重编程与CRISPR基因组编辑结合到一个步骤中,在短短两周内就从患者皮肤细胞获得了基因修复的干细胞。
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