科學(xué)家們?cè)诨蚪M調(diào)控中心（CRG）和其他機(jī)構(gòu)的合作下，發(fā)表了一項(xiàng)研究成果，詳細(xì)介紹了一種加速?gòu)男∈笊窠?jīng)前體細(xì)胞中生成女性誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）的新方法。這一方法有望改善針對(duì)兩條X染色體人群的疾病建模和藥物測(cè)試。研究結(jié)果發(fā)表在《Science Advances》期刊，論文標(biāo)題為《The Interferon-γ Pathway Enhances Pluripotency and X-Chromosome Reactivation in iPSC Reprogramming》。

快速生成iPSCs的方法至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈儗?duì)于研究疾病機(jī)制、開(kāi)發(fā)新療法以及再生醫(yī)學(xué)具有重要價(jià)值。目前，將特化的成年細(xì)胞（如皮膚細(xì)胞）重新編程為多能狀態(tài)的過(guò)程既繁瑣又耗時(shí)，需要同時(shí)“激活多能性網(wǎng)絡(luò)”和“抹除體細(xì)胞狀態(tài)的表觀遺傳記憶”。

然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，或許可以更快地生成iPSCs。根據(jù)《Science Advances》論文，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在小鼠神經(jīng)前體細(xì)胞培養(yǎng)中添加干擾素-γ（IFNγ），可以將重編程時(shí)間縮短整整一天。這個(gè)發(fā)現(xiàn)令人驚訝，因?yàn)镮FNγ通常用于體內(nèi)對(duì)抗病毒感染的反應(yīng)中。這項(xiàng)研究是首次證明其在細(xì)胞重編程中也能發(fā)揮作用。

IFNγ在感染中的機(jī)制可能解釋了其在細(xì)胞重編程中的作用。CRG研究員、論文第一作者梅賽德斯·巴雷羅（Mercedes Barrero）博士表示：“干擾素-γ可以通過(guò)打開(kāi)DNA并快速激活基因表達(dá)，幫助細(xì)胞應(yīng)對(duì)病毒感染。一種可能的解釋是，通過(guò)像打開(kāi)蛤蜊一樣打開(kāi)DNA，它暴露了某些基因，使其更容易被重編程，加速了細(xì)胞向干細(xì)胞的轉(zhuǎn)化?！?/p>

具體而言，IFNγ處理“刺激了STAT3信號(hào)傳導(dǎo)和多能性網(wǎng)絡(luò)，并導(dǎo)致增強(qiáng)的TET介導(dǎo)的DNA去甲基化，從而促進(jìn)了X染色體再激活。”在女性iPSCs中，激活兩條X染色體是高質(zhì)量干細(xì)胞的標(biāo)志。成年女性細(xì)胞通常有一條休眠的X染色體，以避免同時(shí)產(chǎn)生兩條活躍X染色體的基因產(chǎn)物。

研究的高級(jí)作者、CRG研究員伯納德·佩耶爾（Bernhard Payer）博士解釋道，添加IFNγ使小鼠細(xì)胞在重編程早期的X染色體再激活效率提高了兩倍。他進(jìn)一步指出，“雖然生成的iPSCs質(zhì)量相同，但我們懷疑在人類(lèi)干細(xì)胞中可能會(huì)有所不同，且這種病毒防御蛋白可能在提高人類(lèi)女性干細(xì)胞系質(zhì)量方面發(fā)揮重要作用?！?/p>

研究女性iPSCs對(duì)于理解與X染色體相關(guān)的遺傳疾病非常有幫助。它們可以用來(lái)創(chuàng)建更準(zhǔn)確的疾病模型或測(cè)試不同療法的有效性和安全性，甚至可以用于生長(zhǎng)組織和器官進(jìn)行移植。佩耶爾說(shuō)：“個(gè)性化的女性醫(yī)學(xué)需要高質(zhì)量的女性干細(xì)胞系，否則‘實(shí)驗(yàn)性療法可能會(huì)失敗。’我們的研究成果是邁向生產(chǎn)高質(zhì)量女性iPSCs的重要一步。”

參考文獻(xiàn)：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj8862

編輯：王洪

排版：李麗