研究人員用來產(chǎn)生誘導性多能干細胞(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終只能獲得幾個iPSCs。為此,在這項新的研究中,來自美國桑福德-伯納姆醫(yī)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(fā)揮著重要作用的酶---的活性
他們發(fā)現(xiàn)幾個激酶抑制劑當加入到起始細胞(如皮膚細胞)時,有助于產(chǎn)生比標準方法還要多的iPSCs。這些發(fā)現(xiàn)將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(fā)出新的治療方法。相關研究結果于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依賴于調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的通信網(wǎng)絡。因此,當開始操作細胞中哪些基因開啟或關閉來產(chǎn)生多能性干細胞時,人們很可能激活了許多激酶。因為許多活性的激酶可能抑制iPSCs產(chǎn)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(jù)未參與這項研究的沙克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)癌癥中心主任Tony Hunter博士的說法,鑒定出改善產(chǎn)生iPSCs效率的小分子為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(fā)現(xiàn)了一類蛋白激酶抑制劑能夠有效地促進iPSCs形成,因此這些抑制劑在產(chǎn)生用于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著手尋找可能加快產(chǎn)生iPSCs過程的激酶抑制劑。利用斯坦福-伯納姆醫(yī)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費力地將它們一個接一個地加入到他培養(yǎng)的細胞中然后等待觀察會有什么發(fā)生。幾種激酶抑制劑產(chǎn)生更加多的iPSCs,在某些情形下,對于培養(yǎng)它們的小盤子而言,能夠產(chǎn)生太多的iPSCs。特別地,zui為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還證實了這些發(fā)現(xiàn)的特異性,甚至確定了一種抑制劑發(fā)揮有益作用背后的機制。 Rana說,“我們發(fā)現(xiàn)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了新的深入認識,并且揭示出這些激酶的新功能。我們希望這些發(fā)現(xiàn)將促進人們進一步篩選可能在iPSC療法中有用的小分子。"細胞