維生素C大大提高誘導多能干細胞的“產量”
2007年,一項將人類成體細胞 (adult cell)轉變為干細胞(stem cell)的技術新發現讓人興奮不已。但此后不久,在將這項技術實用化的過程中,人們卻屢遭挫敗。在制造誘導多能干細胞(induced pluripotent stem cell,即iPS細胞)時,科學家一般只能使樣品中0.01%的人體成纖維細胞(fibroblast cell,即皮膚細胞)發生轉變。
??? *廣州生物醫藥與健康研究院裴端卿領導的一個課題組發現,一種普通藥品就能將轉變有效率提升100倍——這種藥品就是*。
??? 研究人員一般利用病毒將基因或蛋白質導入成體細胞,觸發它們向誘導多能干細胞轉變。一旦擁有多能性(pluripotent),這些細胞就具備了變成身體中任何一種細胞的潛能,為修復損壞的器官和治療疾病帶來了希望。但是,科學家仍須找到更理想的誘導多能干細胞制作方法。裴端卿說:“提升細胞的轉變率和實用性,從而讓更多科學界同仁參與這些細胞的研究,需要*的共同努力。”
??? 裴端卿和他的課題組意識到,誘導細胞多能化的那些因素可以讓細胞產生名為活性氧(reactive oxygen species,ROS)的自由基(free radical)——這一點成了他們開始這項研究的出發點。“高濃度的活性氧對成纖維細胞來說是件很糟糕的事情,”裴端卿說,因為它會加速細胞死亡。為了對抗活性氧,他的課題組嘗試在細胞的生長介質中添加各種抗氧化劑。該課題組通過老鼠細胞實驗發現,有*的培養皿中成活的鼠細胞比沒有*的培養皿中多30%,說明這種抗氧化劑可以抵御細胞衰老。
更令人稱奇的是,維生素C不僅可以提高細胞存活率,還能促進它們的多能化轉變。14天后,當細胞完成轉變開始具有完整多能性時,添加了*的老鼠細胞中有10%~20%表達了與多能性有關的基因;沒有添加*的老鼠細胞中,這一比例僅為0.1%~0.2%。這個課題組在人類成纖維細胞的重編程(reprogramming)過程中也發現了相似的效應,在這個實驗中,*將轉變率從0.01%提升到了1%。
這些科學家將這一發現發表在2009年12月24日的《細胞·干細胞》(Cell Stem Cell)雜志上。他們還測試了其他抗氧化劑,但沒有一種能像*那樣顯著促進多能化進程。這讓裴端卿相信,*中除了抗氧化性以外,必定還有其他未知的機制在起作用。而且,盡管仍待更深入的分析,但加點*似乎不會讓細胞發生負面變化。
“總的來說,我認為這項進展令人印象深刻,”美國哈佛大學醫學院分子神經生物學實驗室主任金光洙(Kwang-Soo Kim,音譯)評價道。雖然1%的比例看似不起眼,但它已經足以帶動該領域的跨越式發展。“我們沒必要把轉變率提高到50%,”金光洙說,“只要每次都能產生足夠數量的誘導多能干細胞系就行了。”