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iPS细胞技术难点全解析,你需要知道的副作用——致癌!

【本文为疾病百科知识,仅供阅读】  2020-11-16  作者:厚朴方舟  浏览次数:125次

iPS细胞是通过对成熟体细胞“重新编程”培育出的干细胞,拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力,能够分化成多种组织和器官。但与胚胎干细胞相比,iPS细胞的获得方法相对简单,并且避开了一些伦理问题,因此有巨大的医疗价值。但日本京都大学iPS细胞研究所发现,iPS细胞可能存在癌变的问题,这或许会为iPS未来在医疗中的应用产生一定的阻碍

iPS细胞

日本京都大学iPS细胞研究所发现iPS细胞存在基因突变

2020年1月,在日本京都大学iPS细胞研究所向研究机构提供库存的iPS细胞中发现了基因突变。迄今为止,在使用iPS细胞的再生医学中,所有提供的iPS细胞都经过了基因检查,因此基本没有患者被基因异常的细胞吞噬的可能性。

通常情况下,在iPS移植到患者体内前,都会进行严格的测试,包括细胞的基因检查,因此基本不可能出现基因突变的iPS细胞,但是在理论上来说,iPS细胞的突变是可能存在的。

经过对iPS细胞的分析结果,研究人员已经明确iPS细胞本身没有异常,此次基因突变可能是细胞在转移到研究机构的操作过程中发生的异常。经研究人员分析后确认此次基因突变是核酸序列的异常。碱基序列是DNA或RNA分子的核苷酸序列,在基因表达过程中,碱基序列转录,然后翻译成蛋白质的氨基酸序列。此次iPS细胞的突变很可能导致该基因生成的蛋白质不完整。

此次突变影响合成的蛋白质是ARID1A,此前发表在《Science子刊》的研究中指出,ARID1A是人类癌症中常见的突变之一,ARID1A在基因组的空间组织中发挥着作用;因此,它的缺失对整体的基因表达具有广泛的影响。

iPS细胞

▲图源:advances.sciencemag.org

目前尚不确定此次iPS细胞的突变是否会因缺乏ARID1A而导致某些癌症的出现,如女性特有的卵巢癌和亚洲人常见的胃癌。换句话说,由于ARID1A基因是抑制癌症的基因,如果出现缺乏该基因的异常,细胞癌变的风险非常高。这也就意味着iPS细胞很可能会变成癌细胞

日本庆应义塾大学通过PET图像确认iPS细胞是否癌变

另外,关于癌细胞是否癌变的问题,日本庆应义塾大学的团队开发出一种方法,通过正电子发射断层成像(PET)图像来确认移植至体内的诱导多能干细胞(iPS细胞)是否发生了癌变。该研究已于2020年1月6日发表在美国《科学》杂志上。这种方法可以不损伤身体就确认iPS细胞的状态,一旦发现问题能尽早实施切除等对策,该方法被期待有助于实现更安全的再生医疗。

日本庆应大学的团队认为,移植后的iPS细胞等干细胞没有成长为目标组织,以未成熟的状态不断增加,会成为出现癌症的原因之一。他们重点关注在未成熟的神经干细胞和中枢神经的癌细胞中增加的蛋白质。在向老鼠投放与该蛋白质上贴合的标识物质后,通过PET观察,成功锁定了未成熟细胞聚集的有癌变隐忧的部分

自从首次研究iPS细胞以来,研究人员就一直在担忧iPS细胞发生癌变的风险,虽然目前iPS细胞的制作方法已经十分标准,可以去除许多风险因素,消除了研究人员的担心。但是由于细胞癌变的风险不止一个因素,任何人都无法确定iPS细胞是否还有癌变的可能性。

目前认为人工培养的环境和流程出现iPS细胞癌变的可能性较低,但是此次本京都大学iPS细胞研究所的发现证实iPS细胞仍然存在癌变的可能性,因此关于iPS为何会癌变的问题还需要未来进一步研究,以便iPS细胞更好的应用于再生医疗。

参考来源:

[1]iPS細胞がガン化する?京都大学で起きたiPS細胞の遺伝子異常に関して解説

https://stemcells.or.jp/iPS-genetic-abnormality/

[2]Shuai Wu et al. ARID1A spatially partitions interphase chromosomes" Science Advances (2019). DOI:10.1126/sciadv.aaw5294

https://advances.sciencemag.org/content/5/5/eaaw5294

[3]iPS細胞移植後の腫瘍化モニタリング技術を開発-PET検査で神経幹/前駆細胞の造腫瘍性変化を可視化-

https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2020/1/7/28-66600/

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厚朴方舟日本公司董事 日本医师学会会长  国际脑神经外科学会副主席 日本脑神经外科学会会长 日本脑下垂体学会会长 中日友好脑神经外科学会主席
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