成体干细胞在肝脏中扎根并修复损伤
约翰霍普金斯大学的研究人员已经证明,从成年细胞诱导到胚胎状态的人类肝细胞可以在患有慢性肝损伤的小鼠体内植入并开始再生肝组织。
这项研究发表在5月11日的杂志上科学转化医学的研究表明,从所谓的“诱导多能干细胞(iPSCs)”中提取的肝细胞有一天可能被用作替代药物肝脏移植手术严重的病人肝脏疾病这样就绕过了漫长的器官等待名单,也不用担心免疫系统对捐献组织的排斥反应。
约翰霍普金斯大学坎摩尔癌症中心肿瘤学助理教授Yoon-Young Jang博士说:“我们的发现为为患有肝病并需要移植的患者生产功能性肝细胞提供了基础。”“ipsc衍生的肝细胞不仅可以大量生成,而且还可以为每个患者量身定制,防止免疫排斥相关的问题肝移植来自不匹配的捐赠者或胚胎干细胞."
iPSCs是由成年细胞它们经过基因重组,恢复到类似胚胎干细胞的状态,具有转化成不同类型细胞的能力。人类的iPSCs可以从各种组织中产生,包括皮肤、血液和肝细胞。
虽然肝脏可以在体内再生,但肝硬化和癌症等疾病引起的终末期肝衰竭最终会破坏肝脏的再生能力,张说。目前,这些患者唯一的选择是接受肝器官或肝细胞移植,由于严重短缺,供应问题供肝移植组织。此外,成熟的肝细胞和成体肝干细胞很难在实验室中分离或生长,她说。相比之下,多效干细胞可以由多种组织的微量成分制成;胚胎茎样的iPSCs可以在实验室培养中无限生长。
在这项研究中,Jang和同事们从各种成年人类细胞中生成了人类iPSCs,包括肝细胞、成纤维细胞(结缔组织细胞)、骨髓干细胞和皮肤细胞。他们发现,尽管iPSCs总体上在分子上彼此相似,也与胚胎干细胞相似,但它们保留了从起源细胞遗传来的独特分子“特征”。
接下来,他们用化学方法诱导诱导多能干细胞先分化为未成熟的肝细胞类型,然后分化为更成熟的肝细胞类型。不管它们的来源如何,不同的iPSC系都表现出了发育成肝细胞的相同能力。
研究人员使用患有类似人类肝硬化的小鼠,然后给这些动物注射200万个人类ipsc来源的肝细胞或正常的人类肝细胞。他们发现,ipsc衍生的肝细胞移植到小鼠肝脏的效率为8%至15%,与成人肝细胞的11%的移植率相似。
研究人员还发现,植入的iPSCs效果良好。科学家们在移植了人ipsc衍生肝细胞的小鼠血液中检测到了通常由成人肝细胞分泌的蛋白质,包括白蛋白、α -1抗胰蛋白酶、转铁蛋白和纤维蛋白原。
Jang说,在开始临床试验之前,还需要完成更多的研究。一个令人担忧的问题是胚胎干细胞或诱导多能干细胞可能导致肿瘤,尽管在对它们进行研究的七个月里(相当于人类寿命的30多年),任何移植的小鼠都没有形成肿瘤。科学家们还计划评估分子记忆对其他类型细胞命运变化的影响。