早期研究制备诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS cell),需要利用逆转录病毒作为载体,但逆转录病毒载体会将外源基因整合到细胞基因组中,可能导致插入突变,残留的转基因表达能影响干细胞分化到特殊细胞系,甚至会引起肿瘤。后续研究应用腺病毒和质粒作为载体,转化效率低,不利于应用。
为了确保获得的多能干细胞不会引起肿瘤,最好是外来的基因不会整合到被诱导细胞的基因组中,但是如果不引入DNA就难以完成重编程的诱导多能干细胞的生成过程。目前研究人员找到了两种方法可以移除小鼠或人类iPS细胞中的转基因。一种是利用Cre/LoxP重组去除整合的转基因,这种方法能成功移除转基因序列,但还是遗留了载体序列。另一种方法是利用piggyBac转座子切除来获得无载体和转基因的小鼠iPS细胞,但到目前为止还没有获得相关的人类iPS细胞研究成果,况且切除多个转座子费时费力。
2009年5月8日《Science》杂志刊登了一篇介绍诱导多能干细胞新技术的文章。美国威斯康辛大学Thomson研究小组找到了一种新的诱导方法,可以避免以前载体带给iPS细胞的各种负面作用。应用这种方法重编程老鼠和人类体细胞得到iPS细胞的研究已经获得了成功。
研究人员利用一种简单的oriP/EBNA1 (Epstein-Barr nuclear antigen-1)非整合型游离载体,这种载体来自EB病毒,无须病毒包装就能转染,载体可以将重新编程因子引入人类体细胞。这种载体在药物筛选(drug selection)培养过程中就能被去除。哺乳动物中oriP/EBNA1载体的染色体外稳定复制只需要一个顺式作用oriP因子和一个反式EBNA1基因,在每次细胞周期中也只复制一次。通过药物筛选,每培养一代细胞,载体游离基因可以损失5%。研究人员利用这种方法就能分离出不含有载体的细胞,为iPS细胞的临床应用扫清了障碍,为人类造福。(编译:马驰)
参考文献:《Science》2009;324:797-801