将普通皮肤细胞转化为诱导多功能干细胞(iPS细胞)以进行克隆等研究,是近年来干细胞研究的热点领域。将普通细胞转化为iPS细胞的常用方法是通过病毒载体将4个基因注入细胞内,但是该方法一直受到细胞转化率太低(约0.1%)和安全性方面的制约。其他一些方法可以只使用2个或3个基因,或者不使用病毒载体,获得的iPS细胞会更安全,但是转化率也更低。诱导干细胞技术急需提高转化方法的成功率,并兼顾效率和安全。
既往研究发现,生物体中某些成熟细胞可以通过阻断抗肿瘤途径使细胞无限增殖,并快速高效转化成干细胞样细胞(stem-like cells)。这表明,细胞的再程序化与癌细胞的形成有不可分割的联系。p53具有抑制细胞癌变、阻止肿瘤生长的作用,在细胞再程序化以及癌症形成的过程中,p53途径都具有重要的作用,因此通过阻断p53路径或能提高iPS细胞的转化率。
2009年8月14日的《Science》杂志,对同期的《Nature》在线版发布的包括山中伸弥(Shinya Yamanaka)在内的5个研究团队内容相近的文章进行了评论,这些文章的共同点都是通过p53路径解决iPS技术转化效率低和致癌性的问题。沉默p53不仅对病毒载体诱导技术有用,对用质粒或是蛋白诱导转化的技术也同样有用。山中伸弥还从信号通路方面破解了这一机制。麻省总医院的干细胞专家Konrad Hochedlinger表示,《Nature》同时刊登5篇文章探讨这一问题不仅表示对这一问题的重视,也证明科学家们在这一点上取得了共识,表明p53路径是调控细胞再程序化的关键路径,它关系到转化率的高低。通过阻断p53,可以将皮肤细胞转化为iPS细胞的成功率提高至10%左右,是原有转化率的大约百倍。
美国加州Salk研究所的发育生物学家Juan Carlos表示,这些研究成果也解释了iPS致癌性的形成机制。更重要的是,科学家们也发现P53是调控细胞程序重排的关键因子。麻省理工学院Whitehead研究所的干细胞专家Jacob Hanna对这些成果仍持谨慎态度,她表示,还有些遗传风险是没有消除的,转化为临床应用前还需要深入的研究。(编译:王玉成)
参考文献:《Science》2009;325:803