
研究人員用來産生誘導性多能幹細胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)的方法既花時間而且效率又低。按照當前的方法,當把四種轉錄因子導入成體細胞如皮膚細胞中時,利用上千個皮膚細胞zui終隻能獲得幾個iPSCs。爲此,在這項新的研究中,來自美國桑福德-伯納姆醫學研究所(Sanford-Burnham Medical Research Institute)的研究人員尋求激酶抑制劑的幫助,其中這些抑制劑阻斷激酶---一類在細胞通信、存活和生長等方面發揮著重要作用的酶---的活性。他們發現幾個激酶抑制劑當加入到起始細胞(如皮膚細胞)時,有助於産生比标準方法還要多的iPSCs。這些發現将可能加快很多領域的研究,和更好地能夠讓*的科學家們研究人類疾病和開發出新的治療方法。相關研究結果於9月25日刊登在Nature Communications期刊上。
論文通信作者Tariq Rana博士解釋道,“獲得iPSCs依賴於(yú)調節細胞内的通信網絡。因此,當開始操作細胞中哪些基因開啓或關閉來産生多能性幹細胞時,人們很可能激活瞭(le)許多激酶。因爲許多活性的激酶可能抑制iPSCs産生,所以對我們而言,加入激酶抑制劑來降低這種障礙可能就有意義。”
根據未參與這項研究的沙克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)癌症中心主任Tony Hunter博士的說法,鑒定出改善産生iPSCs效率的小分子爲在治療上能夠使用這些細胞邁出重要的一步,而且Tariq Rana的這項新研究發現瞭(le)一類蛋白激酶抑制劑能夠有效地促進iPSCs形成,因此這些抑制劑在産生用於(yú)實驗研究和治療目的的iPSCs中應當是非常有用的。
在這項研究中,Rana實驗室研究生Zhonghan Li著(zhe)手尋找可能加快産生iPSCs過程的激酶抑制劑。利用斯坦福-伯納姆醫學研究所康拉德-普利貝斯化學基因組中心(Conrad Prebys Center for Chemical Genomics)提供的240多種抑制激酶的化合物,Li費力地将它們一個接一個地加入到他培養的細胞中然後等待觀察會有什麽發生。幾種激酶抑制劑産生更加多的iPSCs,在某些情形下,對於(yú)培養它們的小盤子而言,能夠産生太多的iPSCs。特别地,zui爲強效的抑制劑靶向三種激酶:AurkA、P38和IP3K。
在其他同事的幫助下,Rana和Li還證實瞭(le)這些發現的特異性,甚至確(què)定瞭(le)一種抑制劑發揮有益作用背後的機制。
Rana說,“我們發現操縱這些激酶的活性能夠顯著性地增加細胞重編程效率。不過,更重要的是,我們也對重編程的分子機制提供瞭(le)新的深入認識,並(bìng)且揭示出這些激酶的新功能。我們希望這些發現将促進人們進一步篩選可能在iPSC療法中有用的小分子。”(