Nat Commun：三種干細(xì)胞制造技術(shù)被證安全

2016年2月22日/生物谷BIOON/--在一項(xiàng)新的研究中，來自美國斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute, TSRI）和克雷格文特爾研究所（J. Craig Venter Institute, JCVI）等多家機(jī)構(gòu)的研究人員證實(shí)制造臨床使用的多能干細(xì)胞的方法不可能將致癌基因突變傳遞給患者。相關(guān)研究結(jié)果于2016年2月19日發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“Whole-genome mutational burden analysis of three pluripotency induction methods”。這項(xiàng)研究是評(píng)估快速發(fā)展中的干細(xì)胞療法對(duì)病人安全性的重要一步。

這項(xiàng)新的研究著重關(guān)注在病人體內(nèi)使用誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPSCs）的安全性。因?yàn)閕PSCs能夠分化成體內(nèi)任何一種類型的細(xì)胞，它們有潛力修復(fù)因擦傷或諸如帕金森病和多發(fā)性硬化癥之類的疾病帶來的損傷。

與JCVI 人類生物學(xué)部門主任Nicholas J. Schork 教授一起領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)新研究的TSRI發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)教授Jeanne Loring說，“我們想知道對(duì)細(xì)胞進(jìn)行重編程是否讓它們?nèi)菀装l(fā)生突變。答案是‘不’。”

Schork補(bǔ)充道，“病人的安全是第一位的，而且我們的研究是解決針對(duì)基于iPSCs的細(xì)胞替換戰(zhàn)略安全擔(dān)憂的首批研究之一，將有望激發(fā)人們的進(jìn)一步興趣。”

為了制造出iPSCs，科學(xué)家們必須對(duì)諸如皮膚細(xì)胞之類的成體細(xì)胞進(jìn)行重編程讓它們表達(dá)一套不同的基因，這可通過使用作為運(yùn)輸載體的病毒或信使RNA（mRNA）分子來實(shí)現(xiàn)。

研究人員研究了三種流行的iPSCs制造方法：整合性逆轉(zhuǎn)錄病毒載體，非整合性仙臺(tái)病毒和人工合成mRNA，評(píng)估了每種方法觸發(fā)致癌基因突變的潛力。雖然研究人員在iPSCs中注意到一些小的變動(dòng)，但是這些方法中沒有一種導(dǎo)致顯著性的突變。他們對(duì)這些實(shí)驗(yàn)再重復(fù)了兩次，結(jié)果再次沒有發(fā)現(xiàn)顯著風(fēng)險(xiǎn)。

Loring說，“我們正在使用的這些制造iPSCs的方法是安全的?！?BR>
不過這些研究人員確實(shí)發(fā)出提醒：盡管iPSCs在重編程過程中未獲得致癌基因突變，但是潛在有害的突變能夠在iPSCs隨后的實(shí)驗(yàn)室增殖中積累。Loring說，科學(xué)家們?cè)趯⑺麄兊募?xì)胞用于臨床治療之前必須分析是否存在這些有害突變。

Loring說，“我們需要繼續(xù)開發(fā)這些用于臨床的細(xì)胞。我們推薦的質(zhì)量控制就是在植入人體之前，使用基因組方法徹底了解這些細(xì)胞的特征?！保ㄉ锕?Bioon.com）

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doi:10.1038/ncomms10536

Whole-genome mutational burden analysis of three pluripotency induction methods

Kunal Bhutani,Kristopher L. Nazor,Roy Williams,Ha Tran,Heng Dai,?eljko D?akula, Edward H. Cho,Andy W. C. Pang,Mahendra Rao, Han Cao,Nicholas J. Schork & Jeanne F. Loring

There is concern that the stresses of inducing pluripotency may lead to deleterious DNA mutations in induced pluripotent stem cell (iPSC) lines, which would compromise their use for cell therapies. Here we report comparative genomic analysis of nine isogenic iPSC lines generated using three reprogramming methods: integrating retroviral vectors, non-integrating Sendai virus and synthetic mRNAs. We used whole-genome sequencing and de novo genome mapping to identify single-nucleotide variants, insertions and deletions, and structural variants. Our results show a moderate number of variants in the iPSCs that were not evident in the parental fibroblasts, which may result from reprogramming. There were only small differences in the total numbers and types of variants among different reprogramming methods. Most importantly, a thorough genomic analysis showed that the variants were generally benign. We conclude that the process of reprogramming is unlikely to introduce variants that would make the cells inappropriate for therapy.