用蛋白質制造誘導多能干細胞更加安全高效

　　利用病毒將基因插入特化的成熟細胞，將其變成多能干細胞(iPS)的研究成果榮獲今年的諾貝爾生理學或醫學獎。但研究人員指出，用這種方法造出的細胞來治病，也可能引發細胞癌變。據物理學家組織網10月26日(北京時間)報道，美國斯坦福大學醫學院最近的研究發現，只用基因編碼的蛋白質來制造iPS更加安全，效率也能大大提高。他們認為，這一發現照亮了細胞向多能性轉變的生物路徑，為多能干細胞療法進入現實鋪平了道路。相關論文發表在10月26日的《細胞》雜志上。

　　用蛋白質誘導細胞變成iPS并非首創，但其效率大大低于用病毒插入基因的方法。新研究發現，在提高效率方面，病毒的作用比基因本身更關鍵。斯坦福醫學院教授、心血管研究所副主管約翰·庫克說：“以往認為，病毒只不過充當了木馬的角色，把基因插入細胞。現在我們知道，是病毒讓細胞松開它的染色質，才能逆轉到多能狀態。”

　　日本科學家山中伸彌發現了成熟細胞也能逆轉到多能干細胞狀態，新研究發現了另一個重要方面：這種轉變是如何發生的。“我們發現，當細胞暴露在病原體中，它會調整自己以抵抗外來侵略，這種天然的免疫能力就包括提高DNA的開放性。正常情況下，DNA是緊緊折疊在一起的，打開DNA才能進入細胞的基因工具箱，拿出所需的生存工具。”庫克說，這一過程通過多能誘導蛋白質也能完成，修改DNA將皮膚或其他細胞變成iPS。激活細胞的免疫反應和病毒基因物質引發的炎癥反應很相似，他們將這一過程稱為“轉錄炎”。

　　在實驗室中，研究人員把一些細胞放在細胞滲透性蛋白中，另一些放在基因容載病毒中，對比后發現兩者基因表達方式完全不同。他們又用細胞滲透性蛋白和一種無關病毒重復實驗，發現細胞向多能性轉變的效率大大提高。經過進一步研究，他們發現是一種模擬病毒基因物質的小分子，激活了細胞內部一種名為Toll樣受體3的路徑，由此大大提高了效率。

　　“這些蛋白質不是集體性的，所以不用擔心會對宿主基因組帶來病毒誘導性傷害。”庫克說，“當細胞受到病原體威脅時，就會表現出更大的可塑性。理論上，利用這一點可更大程度上控制細胞，誘導直接重新編程。”

　　直接重編程不需要先回到中間的多能狀態，比如將一個皮膚細胞直接變成內皮細胞。斯坦福大學研究員馬里厄斯·萬尼格就用直接重編程的方法，成功地將人類皮膚細胞變成了功能性神經細胞。