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Nature子刊:如何更好地培养iPS细胞

来源:    作者:    时间:2014-06-27    点击: 次   

 细胞能够分化成为机体内的任何细胞类型。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,重新获得强大的分化能力。这一技术在再生医学领域有着广阔的应用前景,被视为细胞替代疗法的新希望。

然而,目前人类诱导多能干细胞(hiPSC)的培养条件虽然有助于维持细胞的多能性,但也可能引入污染物,大大限制了这些细胞在临床上的应用。

  为此,日本RIKEN的研究团队找到了一个更好的hiPSC培养方案。他们发现,一种参与免疫应答的趋化因子CCL2能够替代干细胞培养中的传统生长因子,增强干细胞的多能性。这一成果发表在Nature旗下的Scientific Reports杂志上。

  培养hiPSC的标准方法需要用bFGF(碱性成纤维细胞生长因子)来维持其多能状态。在这样的培养条件下,hiPSC其实更接近于外胚层干细胞(epiblast stem cell),而不是真正的胚胎干细胞。

 研究人员将培养基中的bFGF换成CCL2进行研究。他们发现,CCL2也能够激活JAK/STAT通路,该通路与免疫应答和多能干细胞的维持有关。研究显示,用CCL2进行培养会增强多能性标志基因的表达。

 为了全面理解CCL2的作用机制,研究人员分别用CCL2bFGF培养hiPSC,并对二者的转录组进行了比较分析。他们发现,在CCL2培养的干细胞中,低氧应答的相关基因表达水平更高,比如HIF2A (EPAS1)。这说明CCL2通过诱导类似低氧应答的反应,增强干细胞的多能性。这一发现将吸引研究者们,进一步探索细胞压力(例如低氧)与细胞多能性增强之间的关系。

 领导这项研究的Yuki Hasegawa指出,“我们发现,表达差异最为显著的基因与低氧应答有关。事实上,低氧在肿瘤发展和多能性维持中的确有着重要的作用。我们的这项研究可以帮助人们进一步提高iPSC的质量,推动这些细胞在再生医学和疾病研究中的应用。”

 研究还显示,与bFGF相比,CCL2培养的hiPSC分化效率更高。人们可以利用CCL2实现无滋养层细胞的hiPSC培养,防止病毒或其它污染物对干细胞产生影响。为了更好的利用CCL2,培养质量更加稳定的人类iPSC,研究人员还开发了一种特殊的培养皿,其上覆盖着连有CCL2的微珠。(来源:生物通)

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