羊水細胞高效快速重編程為誘導(dǎo)多能干細胞成為可能

　　中科院上海生命科學(xué)院/上海交大醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所研究員金穎所率干細胞研究組與上海新華醫(yī)院的陳方教授合作，從孕婦產(chǎn)前診斷的羊水細胞中高效快速地建立了誘導(dǎo)多能干細胞。

　　博士生李春亮等在金穎的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)羊水細胞中一部分特殊類群(即高表達NESTIN, VIMENTIN and GATA4,不表達OCT4, SOX2, NANOG and TRA-1-60)在病毒介導(dǎo)的四因子誘導(dǎo)下，感染后第二天發(fā)生形態(tài)上的劇烈變化，第四天出現(xiàn)人胚胎干細胞類似形態(tài)的克隆，第六天可以機械法挑選后進行建系。經(jīng)過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，AKP陽性的未分化克隆形成率最高可達到1.525%，有趣的是，當減少因子C-MYC后，三因子同樣可以在第四天誘導(dǎo)出iPS克隆，只是AKP陽性的未分化克隆形成率稍低，從三個獨立的病人樣本中，均能夠穩(wěn)定高效的誘導(dǎo)出iPS細胞，提示這群細胞高效發(fā)生重編程具有普遍性。對建立的八株人類誘導(dǎo)多能干細胞進行進一步的鑒定發(fā)現(xiàn)，這些細胞能夠長期在體外穩(wěn)定傳代并保持46XX核型，維持自我更新，蛋白和mRNA水平高表達全能性的標志基因，如OCT4, NANOG, SOX2, SSEA4, TRA-1-60等，AKP染色呈強陽性，甲基化PCR聯(lián)合測序法對OCT4的啟動子進行分析后發(fā)現(xiàn)，在未分化的iPS細胞和陽性對照人胚胎干細胞中，OCT4的啟動子呈現(xiàn)低甲基化，而在供體羊水細胞和陰性對照人包皮成纖維細胞中則呈現(xiàn)高度甲基化。STR分析結(jié)果證明這些誘導(dǎo)多能干細胞的確來自于對應(yīng)供體的羊水細胞，有趣的是，全基因組表達譜掃描結(jié)果提示，研究人員所得到的羊水細胞在表達譜相關(guān)性上和人胚胎干細胞非常相似，correlation coefficient達到0.8866，這可能是它高效被重編程的原因之一。

　　誘導(dǎo)多能干細胞的主要應(yīng)用是分化和細胞移植，研究人員嘗試了體外和體內(nèi)的分化實驗，在懸浮類胚體和實驗中，科學(xué)家能得到典型的中、外、內(nèi)胚層形態(tài)細胞，RT-PCR檢測到了各個胚層標志物的表達，定向誘導(dǎo)向神經(jīng)外胚層的分化中，誘導(dǎo)35天后，研究人員得到了高純度的神經(jīng)前體細胞。在體內(nèi)畸胎瘤實驗中，注射未分化的誘導(dǎo)多能干細胞到免疫缺陷小鼠三個月以后能夠得到良性的畸胎瘤，切片分析能找到形態(tài)典型的肌肉，腸管，神經(jīng)上皮，軟骨，肺上皮等三胚層來源組織或者細胞，而對照細胞即起始羊水細胞注射的各組均未發(fā)現(xiàn)畸胎瘤。

　　綜上所述，該項研究第一次發(fā)現(xiàn)孕婦產(chǎn)前診斷的羊水細胞中高效快速建立了誘導(dǎo)多能干細胞，重編程所發(fā)生所需要的時間(6天)為人類誘導(dǎo)多能干細胞相關(guān)報道最短，減少了在這個過程中細胞發(fā)生變異的可能。也為重編程的機制研究以及基于新型技術(shù)探討重編程的研究提供了理想的細胞來源。

　　該成果于8月13日在線發(fā)表于國際權(quán)威雜志《人類分子遺傳學(xué)》(Human Molecular Genetics)。