德國科學家培育出實驗室級別多能干細胞

人類多能干細胞（hPSCs）能夠自我更新并轉(zhuǎn)換成為體內(nèi)其他任何類型的細胞，使其成為細胞移植療法、藥物開發(fā)、細胞分化和發(fā)育研究的一種很有前途的材料來源。然而，*，干細胞是很難維持和培養(yǎng)。像所有的真核細胞一樣，它們對養(yǎng)分的有效性、pH值、溫度、氧氣和二氧化碳的含量都很敏感，而且它們也易于分化，留給研究人員的細胞往往不同于他們打算在實驗中使用的細胞。在干細胞領域， hESCs的培養(yǎng)方案已經(jīng)初步規(guī)范化并且隨著hESCs 的自我更新和分化調(diào)控機制上新發(fā)現(xiàn)的不斷涌現(xiàn)， 細胞維持方案也在隨之發(fā)展和改進。

過去十年來，科學家們開發(fā)了各種各樣的hPSC培養(yǎng)方法。2014年5月，巴西的一個研究小組，使用人經(jīng)血間充質(zhì)細胞（menstrual blood-derived mesenchymal cells，MBMCs）作為飼養(yǎng)層細胞，他們發(fā)現(xiàn)，MBMCs可以取代動物來源的飼養(yǎng)系統(tǒng)，用于培養(yǎng)人類胚胎干細胞，并能夠使它們成長在一個未分化的階段，這一研究結(jié)果發(fā)表在《Cell Medicine》雜志（一種新的人胚胎干細胞培養(yǎng)方法）。2014年12月，美國NIH的科學家在《Cell Stem Cell》雜志發(fā)表綜述，對不同培養(yǎng)方法和培養(yǎng)成分進行了比較，分析了它們的優(yōu)點和劣勢。此外，文章還探討了hPSC培養(yǎng)的注意事項、面臨的挑戰(zhàn)和未來的方向，以便人們能夠更好的擴增、分化和使用hPSC。

2015年初，斯克里普斯研究所（TSRI）和加州大學（UC）圣迭戈醫(yī)學院的研究人員帶領的一項新研究表明，某些特定干細胞培養(yǎng)方法與DNA突變增加有關(guān)。這項研究為研究人員指出了更安全和更可靠的干細胞培養(yǎng)方法，來治療疾病和損傷。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在二月二十五日的《PLOS ONE》雜志（更安全的干細胞培養(yǎng)新方法）。但是，也有研究發(fā)出了不同的聲音，2015年5月，美國德克薩斯大學El Paso分校和日本理化學研究所（RIKEN）合作進行的一項新研究，對長期持有的觀念——“飼養(yǎng)細胞為干細胞生長提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)并防止細胞分化”，提出了一些質(zhì)疑。這項研究結(jié)果發(fā)表在英國*化學學會期刊《Journal of Materials Chemistry B》，本文作者在一份新聞稿中指出：“我們已經(jīng)證明了一種重要的現(xiàn)象。這些飼養(yǎng)層細胞——很難生長，對于干細胞生長來說，可能根本并不重要。”

2016年伊始，來自德國亥姆霍茲協(xié)會Max Delbrück分子醫(yī)學中心（MDC）的科學家們，又提出了一種方法，在細胞培養(yǎng)物中檢測這樣的多能干細胞，并在實驗室中有效地保存它們。

本研究資深作者Zsuzsanna Izsvák指出：“有了我們這種方法，世界各地的研究人員就有可能獲得這些令人垂涎的干細胞，并用它們開發(fā)創(chuàng)新的治療方法。”她帶領的研究小組，與來自英國巴斯大學和德國Paul Ehrlich研究所的同事一起，將這一操作流程發(fā)表在zui近的《Nature Protocols》雜志（DOI：nprot。2016.016）。

科學家希望，在將來，我們用多能干細胞，在理論上可以培育出每一種組織，有望能治愈各種疾病。與小鼠形成對照，在實驗中從胚胎移除的人類干細胞，會迅速失去其原來的狀態(tài)，Izsvák解釋說：“初始干細胞通常占整個細胞培養(yǎng)物的不到百分之五。”因此，她和同事們想出了一個絕招，來分離這些細胞，并使它們的多能性能夠保持更長的時間。

在2014年底，研究人員就已經(jīng)在《Nature》雜志提出了他們的方法論原則。當時，他們找到一段名為HERVH的序列，它在原始干細胞的遺傳物質(zhì)中是活躍的。使用一個報告基因——已經(jīng)連接于一個熒光蛋白，研究人員能夠使HERVH保持在活躍的狀態(tài)，并同時檢測到保留了多能性的細胞。

Izsvák指出，這種方法不僅適用于胚胎干細胞，而且也適用于誘導多能干細胞。從倫理上說，這些iPS細胞被認為是胚胎干細胞的一個中性替代，因為它們是取自成人的人工再生的成熟細胞。