分享至
Nature子刊重要论文：创新iPS新技术
当前研究人员生成诱导多能干细胞(iPSCs)的过程是费时且低效的。为了加快速度，美国桑福德-伯纳姆医学研究所的研究人员转向了激酶抑制剂。他们发现当将几种激酶抑制剂添加到起始细胞中时，相比标准方法可生成更多的iPSCs。这种新能力将有可能加速许多领域的研究，使全世界的科学家们能够更好地研究人类疾病并开发出新治疗。相关论文发表在9月25日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。
该研究的资深作者、桑福德-伯纳姆医学研究所儿童健康研究中心项目主任Tariq Rana博士说：“生成iPSCs依赖对细胞内通讯网络的调控。因此，当你开始操纵细胞内哪些基因开启或关闭生成多能干细胞时，你有可能正在激活大量的激酶。由于这些活性激酶中许多都可能抑制了向iPSCs转变，添加抑制剂可能会降低障碍，这对于我们是有意义的。”
美国萨克生物研究所分子和细胞生物学实验室教授、萨克研究所癌症中心主任Tony Hunter博士说：“鉴别出改善iPSCs生成效率的小分子是朝着临床上能够利用这些细胞迈出的重要的一步。Tariq Rana令人兴奋的新工作揭示了一类蛋白激酶抑制剂能够克服高效iPSC形成的正常障碍，且这些抑制剂应该证明有助于生成新来源的iPSCs满足实验和最终的治疗目的。”
iPSCs的希望
目前，许多心力衰竭患者唯一可获得的治疗选择就是心脏移植。寻找更好的替代疗法，许多研究人员正在诱导干细胞生成新的心肌。在阿尔茨海默氏症中，研究人员也对干细胞感兴趣，利用它们在培养皿中生成患者自身的功能失常脑细胞，将它们用于测试治疗药物。但是这些干细胞从何而来?自从iPSC技术问世以来，在实验室许多情况做出了解答。像它们的胚胎同源细胞一样，iPSCs能够用于生成所有的类型――心脏、脑或肌肉，一些可用于测试新治疗或有潜力替代疾病或受损组织。
这听起来很简单：你以任何类型的分化细胞，例如皮肤细胞作为开始，加入四种分子重编程细胞基因组，然后尝试获得那些成功恢复为非特化的iPSCs的细胞。但这个过程需要很长的时间，且并不是很高效。你可能从成千上万的皮肤细胞开始，最终只有少数的iPSCs。
Rana实验室的研究生李忠涵(Zhonghan Li，生物通音译)承担的任务是寻找可以加速iPSC生成进程的激酶抑制剂。桑福德-伯纳姆医学研究所的药物发现机构Conrad Prebys化学基因组中心的科学家们向李忠涵提供了超过240种可抑制激酶化合物样本。李忠涵十分小心地逐个将它们添加到细胞中，等待观察发生的事情。他发现相比未处理细胞，几种激酶抑制剂生成了更多的iPSCs，在某些情况下由于iPSCs太多而导致小培养皿装满了细胞。最有力的抑制剂特别靶向的三种激酶是AurkA、P38和 IP3K。
与桑福德-伯纳姆医学研究所的基因组、生物信息学、动物模型和组织学核心机构的工作人员一起协作，Rana和李忠涵进一步证实了他们研究结果的特异性，并甚至确定了一种抑制剂有益作用背后的机制。
Rana 说：“我们发现操纵这些激酶的活性能够显著提高细胞重编程效率。但更为重要的是，我们还提供了重编程分子机制的新认识，揭示了这些激酶的新功能。我们希望这些研究结果将激励进一步的努力筛查出有可能有助于以iPSC为基础的治疗的小分子。”
