知名華裔學者丁盛Cell子刊發表干細胞綜述

　　來自加州大學舊金山分校Gladstone心血管疾病研究所的丁盛教授是一位知名的干細胞領域華裔科學家，這位早年畢業于北京大學的學者曾接連發表文章，提出誘導細胞重編程以及直接轉分化的新技術方法。近期他與第二軍醫大學等處的學者發表文章 “Chemical Approaches to Stem Cell Biology and Therapeutics”，介紹了利用化學方法進行干細胞生物學研究與治療的新方法。

　　調控干細胞命運和功能的小分子具有重要意義，這些小分子能促進全面實現干細胞的治療潛力。研究人員指出，合理設計和篩選小分子有助于識別有用的化合物，解析干細胞的自我更新，分化和重編程的基本機制，并且也有助于發展以細胞為基礎的治療方法，以及治療藥物，靶向針對修復和再生的內源性干細胞和祖細胞。

　　在這篇綜述中，研究人員探討了近期基礎研究和治療方法上的進步，以及未來利用化學方法進行干細胞生物學研究，再生醫學研究所面臨的挑戰。

　　干細胞化學重編程方法

　　2006年，科學家們首次能夠將體細胞重編程為能夠產生體內任何一種細胞類型的誘導性多能干細胞。然而，這種技術需要插入 “主控基因”，但這可能增加突變和患上癌癥的風險，從而限制潛在的臨床應用。在一項新的研究中，研究人員證實在小鼠體內利用一組小分子化合物就能構建出多能性干細胞，從而能夠替換具有潛在威脅性的基因。

　　研究人員花了一年的時間來篩選1萬種化合物，以便從中找到促進小鼠體細胞被重編程為多能性干細胞的化合物。他們鑒定出一種由7種小分子化合物組成的組合能夠讓小鼠體細胞產生多能性干細胞，得率為0.2%，與利用基因插入方法的產率相當。他們將這種多能性干細胞稱作化學誘導多能干細胞 (chemically induced pluripotent stem cells, CiPSCs)。

　　研究人員通過將CiPSCs導入發育中的小鼠胚胎中而證實它們確實是多能性的。所產生的小鼠表明CiPSCs產生所有的主要細胞類型，包括腦細胞、心臟細胞、肝細胞、皮膚細胞和肌肉細胞。研究人員描述了利用小分子化合物進行細胞重編程的幾種優勢：它們不影響免疫系統，并且具有成本效益;它們容易合成和保存;它們很容易通過細胞膜，這意味著它們在啟動細胞重編程之后能夠被沖洗走。

　　丁盛教授對此評價道，這項研究體現了“顯著性的進步”，但是他認為只有這種化學重編程方法能夠應用到人類細胞而不只是小鼠細胞時，它才會被人們廣泛地使用。

　　天然心臟干細胞的心血管再生

　　來自哈佛大學的研究人員通過在小鼠受損心臟中表達一個作用因子，啟動了天然心臟干細胞的心血管再生，從而取得了針對心臟病發作的治療的一項突破性成果。這項研究令我們非常接近于通過單次化學試劑，無需再向心臟注入其他細胞的心血管組織再生臨床研究。

　　研究人員通過一種新技術，利用人工合成的編碼VEGFA的mRNA，注入到肌肉細胞中，然后心肌就能產生一段VEGFA短脈沖，從而誘導心臟制造VEGFA。

　　這種mRNA是經人工合成修飾的，因此能逃脫正常的機體防御系統——這種防御系統一般來說會將非修飾過的mRNA作為病毒侵入，而拒絕其進入機體并降解mRNA。

　　這項在小鼠中完成的研究，表明只需要單次短脈沖VEGFA表達作用，就可以傳遞到心臟祖細胞所在的準確位置。這種治療效果能長期保存，并在心臟病發作48小時內單次注入合成mRNA后，能明顯提高心肌梗死生存率。這種長期作用主要是基于天然心臟干細胞能分化成心臟纖維化瘢痕組織，形成心血管組織。

　　iPS細胞膜片

　　來自日本理化學研究所，尼康公司共同開發低成本的誘導性多功能干細胞( iPS 細胞)再生醫療技術，這將從iPS細胞培養出成為視網膜、心臟的心肌等組織的細胞膜片。

　　此前京都大學iPS細胞研究所計劃進行儲備安全性高的iPS細胞，這種細胞除了運用于病患本身之外，移植到他人身上也可防止出現排斥反應。現在研究人員就是將京都大學所儲存的iPS細胞大量生產出細胞膜片，如此一來，可較迅速且以低成本將細胞膜片運用于更多患者身上。

　　日本經產省估計，再生醫療的全球市場2012年為3400億日圓，到了2030年將增為17兆2000億日圓，日本政府將尖端醫療列為經濟成長的重要支柱，考慮輔導細胞膜片量產研究。