理论上,诱导多功能干细胞(induced-pluripotent stem cells ,iPSCs)能够转化成其他种类的细胞甚至器官,极具再生医学方面的应用潜力。最近,约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins)的研究学者们通过实验证实,将成人细胞转化的诱导多功能干细胞移植到肝脏组织里,能够修复慢性肝脏损害。这项研究发表于上周的《科学转化医学》(Science Translational Medicine)期刊上,这意味着,诱导多功能干细胞有望在将来成为肝脏移植的替代治疗,这样一来,患有严重肝病的患者将不再只有等待器官移植一条路径可循,更无需担心免疫排斥反应了。
虽然肝脏在人体内具有再生能力,但是肝硬化、肝癌等病症造成的末期肝功能衰竭破坏了肝脏的再生能力。目前,患者们唯一的选择就是进行肝脏器官或肝细胞移植。但是,成熟的肝脏细胞及成人肝脏干细胞很难在实验室里独立生长。
现在,霍普金斯大学的研究学者们对成人细胞进行基因重排,使其恢复成胚胎干细胞状态,具备转化成其他种类细胞的能力。诱导多功能干细胞的来源很多,包括皮肤细胞、血细胞和肝细胞,只需少量的组织细胞就能重新编码出胚胎状诱导干细胞,并且能够在实验室中独立生长。
在这项研究中,霍普金斯大学基梅尔癌症中心的肿瘤学助理教授郑尹扬(Yoon-Young Jang)及其团队从多种成人细胞中获取诱导多功能干细胞,包括肝脏细胞、纤维母细胞、骨髓干细胞和皮肤细胞。他们发现,总的来说,诱导多功能干细胞分子之间较为相似,和胚胎干细胞也很相似,但是,这些细胞仍然保留着独立的原始分子特性。
接下来,他们用化学试剂将多功能干细胞诱导成未成熟和成熟两种肝细胞种类,根据它们的起源,这两种诱导多功能干细胞都具备转化成肝脏细胞的能力。研究学者们以患有肝硬化的小鼠为研究模型,对其注射200万的诱导多功能肝脏干细胞或者普通人类肝脏细胞中的一种。结果显示,诱导多功能肝脏干细胞能嫁接到老鼠肝脏上,有效率在8%--15%之间。而成人肝脏细胞移植率约在11%左右,两个数值非常接近。
另外,研究人员们发现,移植后的诱导多功能干细胞功能正常,研究人员们在实施多功能诱导干细胞移植的老鼠血液内检测到成人肝脏细胞分泌的蛋白质,包括白蛋白、α-1-抗胰蛋白酶、转铁蛋白和纤维蛋白原。
郑博士说,在真正实施临床实验前,他们还要完成更进一步的研究。虽然在细胞移植的7个月之内,老鼠体内没有形成肿瘤,这个时间约莫相当于人类寿命的30年左右,研究人员们仍然需要确认胚胎干细胞或诱导多功能干细胞不会发展成癌症肿瘤。
干细胞取代肝移植
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