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诱导多能干细胞前景和未来的替代方案

标签:诱导多能干细胞

由于诱导多能干细胞具有与胚胎干细胞相似的特性,且没有道德问题,因此这种多能干细胞在再生医学方面具有广阔的前景。另外,由于患者产生的诱导多能干细胞可能会保留某些亲代体细胞的遗传烙印,因此特定于患者的诱导多能干细胞尤其可以提供重塑遗传疾病的宝贵工具。

诱导多能干细胞

然而,一些障碍仍然存在,阻碍我们对临床使用和需要的进展情况进行超越之前这可能成为现实。剩下的一个障碍是畸胎瘤的形成。诱导多能干细胞甚至没有内同源克隆均匀,如果一些异常重编程的细胞进入患者体内后会导致畸胎瘤形成,这可能是有害的。与胚胎干细胞相比,此效果可能会加剧,因为在体内畸胎瘤测定中,诱导多能干细胞比自立于注射部位的胚胎干细胞表现出更高的效率和更短的等待时间。因此,找到合适的方法将诱导多能干细胞分化为所需的细胞类型至关重要。


要克服的另一个障碍是组织相容性。多态性主要组织相容性复合物I类分子形成很强大的免疫屏障,阻止了多能干细胞衍生同种异体移植物的成功移植,因为这些细胞通过直接或间接同种异体识别成为同种反应性CTL的靶标。有趣的是,与MEF相比,诱导多能干细胞的杀灭效率更高,天然杀伤细胞也有助于体内排斥。


因此,当务之急是在不久的将来采用组织相容的诱导多能干细胞线,例如从诱导多能干细胞库衍生的线。就疾病建模而言,依靠患者特异性诱导多能干细胞衍生的细胞有效地概括疾病发病机理可能很困难,因为衰老和环境对身体的影响无法在体外条件下或在其他宿主生物中简单地模拟。此外,许多疾病可能涉及生物体内各种细胞类型之间的相互作用,这在细胞自主条件下也很难概括。


由于与诱导多能干细胞技术相关的各种限制,一些具有与诱导多能干细胞相似的特性的新型替代电池非常具有吸引力,并且比诱导多能干细胞更具优势。一种新型的人类成年干细胞称为“多谱系分化应激持续性细胞”,可以分化为三个胚层,并且不会在免疫缺陷小鼠中形成畸胎瘤,这可能使其比诱导多能干细胞更安心。


而且,与诱导多能干细胞不同,它们很容易从人间充质细胞中获得,而不会引入外源重编程因子。作为另一种选择,已经证明将一种类型的体细胞直接转化为另一种功能性体细胞而不先经过中间未分化状态是可行的。例如,仅结合三种转录因子(Ascl1,Brn2(也称为Pou3f2)和Myt111)就足以在体外有效地将小鼠胚胎和出生后的成纤维细胞转化为功能性神经元。


实际上,所得的诱导的神经元细胞表现出多种神经元特异性标记,产生了动作电位并形成了功能性突触。类似地,另一组三个转录因子(Ngn3,Pdx1和Mafa)将成年小鼠胰腺外分泌细胞转化为与胰腺β细胞非常相似的细胞,就形态,大小,基因表达和形态而言,它们与内源胰岛β细胞具有相似的特性。胰岛素分泌。因此,这些新技术不仅可以为诱导多能干细胞或胚胎干细胞提供替代品,而且还可以为一般再生医学提供替代品。


综上所述,诱导多能干细胞技术给人类带来了许多新的希望,使人类受益匪浅。然而,应该首先考虑诱导多能干细胞的免疫原性并引起我们的足够重视。接下来,我们可能需要评估特定诱导多能干细胞菌株的免疫原性,而不是概括所有诱导多能干细胞。


从乐观的角度来看,除了诱导多能干细胞的产生和机理研究的进展外,我们还可以将诱导多能干细胞与其他免疫抑住性调节细胞区分开,以减少诱导多能干细胞及其衍生物引起的潜在免疫反应。因此,完全可以预期将诱导多能干细胞广泛应用于未来的临床医学中。


诱导多能干细胞:突破10年后可能性

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2020-12-10

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