美科学家开发出多能细胞系计分卡

2011-3-02 09:03 来源: 科学时报
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可评估产生iPSC的新方法,或旨在下游应用的细胞的适合性

美国科学家开发出一种评估细胞系潜能的新方法

  科学家对于人类诱导多能干细胞(iPSC)与胚胎干细胞(ESC)之间的差异程度,以及两种类型的细胞系之间的差异一直存在着许多争论。日前,由美国科学家研制的一个基于iPSC系和ESC系的定量及具有功能描述能力的评分系统,为细胞系的评估提供了一种实用方法。

  在这项研究中,马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的Christoph Bock和同事对20个已经建立的人类ESC系以及12个iPSC系进行了全基因组的DNA甲基化绘图,以及基于微阵列的基因图谱表达。就像预期的那样,不同ESC系的遗传和转录状态具有很高的相似性,并且研究人员利用ESC数据计算出了一条“参考通路” ,从而作为对一个多能细胞系中的每个基因的预期基因表达和DNA甲基化水平的一种测量方法。他们随后开始考虑iPSC与ESC到底有多类似。研究人员发现,许多iPSC系的基因表达和甲基化属于在ESC系中观测到的偏差,但总的来说,两种细胞系之间的差异多于每种细胞系之中的差异。

  多能细胞系之间的差异具有功能上的意义吗?与之前的研究一样,Bock等人发现,在ESC或iPSC中,基因中的细胞系特定DNA甲基化差异,以及细胞特性的作用,能够改变细胞的分化潜能。

  为了使之成为一个能够稳定评估新细胞系有效性的系统,研究人员开发出了一种两步法。第一步,通过一种“差异计分卡”——记录基因的表达和DNA甲基化水平与参考面板进行比较时的异常值——对一个细胞系进行评估。第二步,对细胞系进行一种非定向的分化试验,并且细胞分化成多种细胞系的倾向也被加以计算。这些结果被用来与一个“世系计分卡”——已通过20种对照ESC系进行了校准——进行了比较。研究人员指出,这一评分系统提供了细胞系质量和效用的信息,并且适合扩展到对大量细胞系的筛选工作。研究人员在最近出版的《细胞》杂志上报告了这一研究成果。

  研究人员表示,这项研究代表了用系统方法进行干细胞评估的一个进步,并且能够被用来评估产生iPSC的新方法,或者旨在下游应用的细胞的适合性。