干細胞具有的分化為多種細胞的潛能是其價值的重要體現,然而細胞的生長速度難題是干細胞療法可以被廣泛采用之前必須克服的關鍵。近日索爾克生物研究所的研究人員開發出更安全快速的新技術,可令無限生長的干細胞及其衍生物的生長時間從近兩個月縮短至兩個星期。相關論文發表在2012年12月2日的Nature Methods雜志上。
除了有名的倫理爭議,胚胎干細胞還面臨另一個較少被提及的問題:當它們被移植到患者,從胚胎干細胞生長的組織可能會引發免疫反應。為了克服倫理和醫療關注,科學家學會將成熟的細胞(稱為“體細胞”)誘導,使其回到它們的多能狀態分化成特定類型的組織。這就是所謂的“誘導多能干細胞”,或iPS細胞。
事實證明,iPS細胞并非無瑕,首先,iPS細胞必須重新編程體細胞,這需要相當長的時間和精力。其次,iPS細胞在治療應用之前有可能分化成特定細胞譜系。更糟糕的是,他們有時會發展成腫瘤,稱為畸胎瘤,它可以癌變。
為了避免iPS細胞實驗中的難題,科學家開發出了直接細胞系轉換的技術(direct lineage conversion), 我們熟悉的情況是,多能干細胞分裂和生成一個成人個體的所有不同類型的細胞,而直接細胞系轉換的技術則直接將一個體細胞變成一個特定的其他細胞類型,例如,一個皮膚細胞變為一個肌肉細胞,而不會再生成其他類型的細胞。
雖然直接細胞系轉換的技術是有效的,索爾克的團隊和他們的同事們想知道是否有可能改進,使其更有效率和更安全。
他們在直接細胞系轉換的技術的基礎上開發出間接細胞系轉換indirect lineage conversion" (ILC)技術,將體細胞推后到祖細胞進一步規范到以前的狀態。一旦細胞被轉移到團隊專門開發的特定條件下,ILC有可能產生多種細胞。zui重要的是,ILC不要求IPSC子代數的基因上,即可實現節省時間和減少畸胎瘤的風險。
研究團隊運用ILC,成功將人體成纖維(皮膚細胞)轉化為血管母樣細胞,而且將實驗所需時間從通常所需的2個月縮短至2個星期。這對于促進iPS細胞的更大規模應用無疑具有重要作用。

這些是由人體成纖維(皮膚細胞)衍生的內皮細胞,藍色部分表示細胞核