科學家們在基因組調(diào)控中心（CRG）和其他機構的合作下，發(fā)表了一項研究成果，詳細介紹了一種加速從小鼠神經(jīng)前體細胞中生成女性誘導多能干細胞（iPSCs）的新方法。這一方法有望改善針對兩條X染色體人群的疾病建模和藥物測試。研究結果發(fā)表在《Science Advances》期刊，論文標題為《The Interferon-γ Pathway Enhances Pluripotency and X-Chromosome Reactivation in iPSC Reprogramming》。

快速生成iPSCs的方法至關重要，因為它們對于研究疾病機制、開發(fā)新療法以及再生醫(yī)學具有重要價值。目前，將特化的成年細胞（如皮膚細胞）重新編程為多能狀態(tài)的過程既繁瑣又耗時，需要同時“激活多能性網(wǎng)絡”和“抹除體細胞狀態(tài)的表觀遺傳記憶”。

然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過使用體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，或許可以更快地生成iPSCs。根據(jù)《Science Advances》論文，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過在小鼠神經(jīng)前體細胞培養(yǎng)中添加干擾素-γ（IFNγ），可以將重編程時間縮短整整一天。這個發(fā)現(xiàn)令人驚訝，因為IFNγ通常用于體內(nèi)對抗病毒感染的反應中。這項研究是首次證明其在細胞重編程中也能發(fā)揮作用。

IFNγ在感染中的機制可能解釋了其在細胞重編程中的作用。CRG研究員、論文第一作者梅賽德斯·巴雷羅（Mercedes Barrero）博士表示：“干擾素-γ可以通過打開DNA并快速激活基因表達，幫助細胞應對病毒感染。一種可能的解釋是，通過像打開蛤蜊一樣打開DNA，它暴露了某些基因，使其更容易被重編程，加速了細胞向干細胞的轉(zhuǎn)化?！?/p>

具體而言，IFNγ處理“刺激了STAT3信號傳導和多能性網(wǎng)絡，并導致增強的TET介導的DNA去甲基化，從而促進了X染色體再激活?！痹谂詉PSCs中，激活兩條X染色體是高質(zhì)量干細胞的標志。成年女性細胞通常有一條休眠的X染色體，以避免同時產(chǎn)生兩條活躍X染色體的基因產(chǎn)物。

研究的高級作者、CRG研究員伯納德·佩耶爾（Bernhard Payer）博士解釋道，添加IFNγ使小鼠細胞在重編程早期的X染色體再激活效率提高了兩倍。他進一步指出，“雖然生成的iPSCs質(zhì)量相同，但我們懷疑在人類干細胞中可能會有所不同，且這種病毒防御蛋白可能在提高人類女性干細胞系質(zhì)量方面發(fā)揮重要作用?！?/p>

研究女性iPSCs對于理解與X染色體相關的遺傳疾病非常有幫助。它們可以用來創(chuàng)建更準確的疾病模型或測試不同療法的有效性和安全性，甚至可以用于生長組織和器官進行移植。佩耶爾說：“個性化的女性醫(yī)學需要高質(zhì)量的女性干細胞系，否則‘實驗性療法可能會失敗。’我們的研究成果是邁向生產(chǎn)高質(zhì)量女性iPSCs的重要一步?！?/p>

參考文獻：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj8862

編輯：王洪

排版：李麗