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美用抗体将成体细胞编程为多能干细胞

来源:科技日报 发布时间:2017年09月13日

  科技日报北京9月12日电 (记者聂翠蓉)《自然·生物技术》11日刊登了一项用全新方法培育干细胞的突破性研究。美国科学家建立了包含一亿种抗体的抗体库,并筛选出能替代转录因子的抗体,模拟自然发育过程,将普通成体细胞重新编程为诱导多能干细胞(iPSCs)。

  现今普遍使用的多能干细胞诱导程序由科学家在10年前研发,这种名叫“OSKM”的方法,需要向成体细胞DNA内插入能分别编码转录因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc的4种基因。加入这4种基因后,成体细胞会编码生成转录因子,诱导成体细胞编程为多能干细胞。

  利用病人自身细胞诱导生成多能干细胞,在个性化细胞疗法和器官再生领域具有广阔应用潜力。但十年来,因传统方法具有潜在风险,诱导多能干细胞始终无法进入临床应用。其中两大潜在风险为:导入转录因子的病毒载体和转录因子的过量引入,会对细胞DNA造成损伤,从而诱导细胞癌变;另外,重编程过程通常会同时生成多种不同性能的干细胞,这种多样性混杂不但无法用于治病,甚至无法用来在实验室创建疾病模型。

  这次研究中,斯克利普斯研究所神经科学系副教授克瑞斯汀·鲍尔温课题组与免疫化学教授瑞查得·勒纳的实验室合作,利用抗体模仿动物发育中的天然通道,将普通细胞编程为多能干细胞,从而避免了转录因子引入造成的风险。

  勒纳实验室负责建立了包含大约一亿种人类抗体的抗体库。鲍尔温课题组以老鼠成纤维细胞为模型,筛选出两种能同时取代Sox2和c-Myc的抗体,以及能取代Oct4的另两种抗体。初步实验证明,用这些抗体替代相应的转录因子后,老鼠成纤维细胞能在实验室发育成多能干细胞。

  鲍尔温表示,他们的抗体筛选方法还可用来研究抗体与细胞膜蛋白结合的背后机制,帮助科学家厘清癌细胞发育与干细胞之间的关联。未来他们会继续筛选出替代Klf4的抗体,并改用人体细胞进行更大规模的抗体筛选研究。

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