誘導幹細胞安全性提高

近日，日本科學家發表一項最新幹細胞移植研究，認為誘導多能幹細胞並不會比胚胎幹細胞引發更嚴重的免疫反應。該研究或可平息人們對誘導幹細胞安全問題的擔憂。

來自人體皮膚細胞的誘導多能幹細胞。圖片：Shinya Yamanaka

一直以來，對於將病人自身細胞轉化為完美匹配替代組織的想法，人們總是滿懷希望，但在實際應用時又遭遇了重重困難。不過，近日發表在《自然》雜誌上的一篇論文重新討論了誘導多能幹細胞（iPS）的安全性問題，或許能驅散人們心頭的陰雲。

早在2007年，科學家們就首次提出了人體細胞可以通過重新編程返回類胚胎狀態的理論，也就是說，體細胞可以轉化成為人體內的任何一種細胞。依據這一理論，醫學研究者很快就萌生了這樣的構想，即利用這些「誘導多能幹細胞」（induced pluripotent stem，iPS）創造出可無限供應的基因匹配替代組織，以此來治療各種疾病，譬如為糖尿病人準備新生胰腺組織，或為帕金森患者提供新生神經細胞。【日本科學家山中伸彌就因在iPS領域的出色成就而獲2012年諾貝爾獎醫學獎。了解更多，看 健康朝九晚五：剝開粘合的細胞之書。】

這一策略似乎也為人類胚胎幹細胞利用的複雜倫理問題提供了一個解決方案。但一系列關於潛在副作用的擔憂也隨之而來。2011年的一項研究成果更不啻于晴天霹靂，該研究表明，當被注入由自身培育而來的iPS細胞之後，實驗鼠會產生免疫反應，這令人們對其關鍵優勢產生了懷疑。

而發表於《自然》雜誌的一項最新研究卻否定了上述結論。來自日本千葉國立放射線醫學綜合研究所的遺傳學家安倍真澄領導的研究小組，利用實驗鼠獲得了iPS細胞，並將這些細胞重新注入實驗鼠體內。為了進行比較，他們還將胚胎幹細胞（ES）注入了其他實驗鼠的體內。在2011年的研究中，研究者們發現iPS細胞所產生的副作用比胚胎幹細胞要嚴重，但在此次研究中，研究小組發現兩組實驗鼠所產生的免疫反應之間不存在差異。此外，他們還將由iPS細胞和胚胎幹細胞生成的皮膚細胞和骨髓細胞分別注入實驗鼠體內，結果亦得到了類似的結果。安倍真澄表示，兩類組織細胞所導致的免疫反應之間的差異「微乎其微」。

來自波士頓麻省總醫院（Massachusetts General Hospital）的幹細胞科學家康拉德·霍舍德林格（Konrad Hochedlinger）認為，該研究成果將會平息人們對於iPS細胞的恐懼心理。

此研究是2012年底發表的另一項實證性研究的後續。去年年底的那項研究表明，重新編程過程導致的突變數量比先前預想的要少。耶魯大學的神經科學家弗羅拉·瓦卡利諾（Flora Vaccarino）及其同事利用高解析度的DNA分析技術，對體細胞及其重編程後的iPS細胞的基因組進行了比較，結果發現，iPS細胞細胞中的大多數DNA突變在母細胞中就已經存在，而並非是在重新編程過程中出現的。

來自於加州大學聖迭戈分校的幹細胞科學家徐陽（Yang Xu，音譯）是2011年研究論文的合著者，他認為，新的研究成果並不能完全消除人們對於iPS細胞引發免疫反應的擔憂。

徐陽指出，和臨床應用中的細胞一樣，這項最新研究中所使用的皮膚和骨髓細胞並非是由體外培養的iPS細胞發育而成。研究者們將iPS細胞混入早期鼠胚胎中，以獲得「嵌合型」胚胎。此後，他們又利用胚胎髮育為成鼠之後所獲得的誘iPS細胞來產生皮膚和骨髓組織，以進行移植試驗。徐陽認為，有可能實驗鼠在發育過程中就排斥了最具有免疫原性的細胞，這也就解釋了為什麼研究者在實驗過程中僅觀察到有限的免疫反應。他表示，利用來自嵌合鼠的移植組織進行試驗，使研究「存在缺陷」。

明尼蘇達大學的臨床醫學家雅庫布·托拉爾（Jakub Tolar）表示，產生嵌合型胚胎是測試實驗鼠iPS細胞的標準技術，但在體外培養分化細胞的難度要大得多。托拉爾認為未來iPS細胞療法所使用的人類細胞在作用方式上可能與鼠細胞相去甚遠。「這些研究很有用處，但這與在體外培養細胞是絕對不同的概念，」他說。

霍舍德林格相信，儘管從實驗室到臨床還有很多難題需要解決，但iPS細胞在細胞移植上的應用前景並不亞於胚胎幹細胞。相比個體細胞系在培養過程中的發育和分化差異，這兩種幹細胞之間的差別微不足道。

「根據這次從實驗鼠身上所獲得的相關數據，」他說，「我們認為，不管是從應用還是安全形度來看，iPS細胞都不遜色於胚胎幹細胞。」

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