近日來自美國費(fèi)城兒童醫(yī)院的研究人員構(gòu)建出了一種新型人類干細(xì)胞，并證實(shí)這種細(xì)胞具有分化形成多種特化細(xì)胞（specialized cell）的能力。研究人員將這種新型人類干細(xì)胞命名為內(nèi)胚層祖（EP）細(xì)胞。相比于胚胎干細(xì)胞(ESCs)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)，EP細(xì)胞顯示出兩個(gè)重要的優(yōu)勢：當(dāng)移植到動(dòng)物體內(nèi)時(shí)不會(huì)形成腫瘤，并且能在實(shí)驗(yàn)室形成功能性的胰腺β細(xì)胞。這一研究成果發(fā)布在4月6日的《細(xì)胞干細(xì)胞》（Cell stem cell）雜志上。

該研究的負(fù)責(zé)人、費(fèi)城兒童醫(yī)院細(xì)胞與分子治療中心干細(xì)胞生物學(xué)家Paul J. Gadue 博士說“我們的細(xì)胞系為構(gòu)建大量人類疾病發(fā)生模型提供了一個(gè)強(qiáng)有力的新工具。此外，由EP細(xì)胞生成的胰腺β細(xì)胞相比于其他干細(xì)胞群衍生的β細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室顯示更好的功能能力?！?/SPAN>

除了生成胰腺β細(xì)胞，研究人員還引導(dǎo)EP細(xì)胞生成了肝細(xì)胞以及腸細(xì)胞，這兩種細(xì)胞正常情況下都是在人類發(fā)育早期由內(nèi)胚層組織層發(fā)育形成。

這種新型的EP細(xì)胞實(shí)際上是研究人員操作兩種人類細(xì)胞ESCs和iPSCs而獲得的。由于這兩種干細(xì)胞群均能大量增殖，且具有生成所有類型組織的潛力，因而為科學(xué)家們精細(xì)調(diào)控細(xì)胞發(fā)育用于基礎(chǔ)生物學(xué)研究以及未來的細(xì)胞治療帶來了巨大的希望。

科研人員通常是從生育治療剩余的捐贈(zèng)用于研究的人類胚胎處獲得ESCs的，而iPSCs主要是通過對(duì)人類體細(xì)胞例如皮膚細(xì)胞或血細(xì)胞進(jìn)行遺傳工程操作獲得。研究人員早已掌握了如何重編程體細(xì)胞生成多能干細(xì)胞。與ESCs一樣，iPSCs也能分化形成許多其他類型的人類細(xì)胞。然而在動(dòng)物研究中，當(dāng)將這些未分化的ESCs 或iPSCs植入到動(dòng)物體內(nèi)時(shí)，它們會(huì)形成畸胎瘤（包含大量不同細(xì)胞類型的腫瘤）。因此所有由ESCs 或iPSCs生成的細(xì)胞類型都必須嚴(yán)格純化排除具有腫瘤形成潛力的未分化細(xì)胞，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

在當(dāng)前的研究中，研究人員利用稱之為細(xì)胞因子的信號(hào)分子引導(dǎo)ESCs 和iPSCs生成了EP細(xì)胞。這種EP細(xì)胞注定形成的是人類發(fā)育早期三個(gè)組織層中的內(nèi)胚層。在實(shí)驗(yàn)室條件下EP細(xì)胞顯示出幾乎無限的生長潛能。

無論是在細(xì)胞培養(yǎng)物中，還是移植到動(dòng)物體內(nèi)，研究小組證實(shí)EP細(xì)胞都能分化形成多種細(xì)胞類型，包括存在于肝臟、胰腺和小腸中的典型細(xì)胞。重要的是，在移植研究中研究人員證實(shí)未分化的EP細(xì)胞不會(huì)形成畸胎瘤。

在細(xì)胞培養(yǎng)條件下，研究人員將EP細(xì)胞分化形成了胰腺β細(xì)胞，生成的細(xì)胞與胰腺中的β細(xì)胞非常相似。這些遺傳工程操作的β細(xì)胞通過了一項(xiàng)重要的測試：當(dāng)用葡萄糖刺激時(shí)，他們能夠分泌胰島素。盡管這些細(xì)胞還只達(dá)到20%的正常功能，相比于由ESCs或 iPSCs衍生的胰腺β細(xì)胞僅能對(duì)葡萄糖產(chǎn)生微弱的應(yīng)答甚至不應(yīng)答，這些研究結(jié)果已是取得了重大飛躍。

Gadue強(qiáng)調(diào)這些有希望的早期結(jié)果還只是EP細(xì)胞研究的第一步。進(jìn)一步的研究工作或?qū)?cè)重于將從遺傳性糖尿病或肝病患者處取得的細(xì)胞生成EP細(xì)胞系。這些EP細(xì)胞系可用于構(gòu)建患者疾病發(fā)生發(fā)展的模型，并用于開發(fā)疾病的新治療方案。

盡管將這一技術(shù)運(yùn)用到細(xì)胞治療離實(shí)際的臨床應(yīng)用或許還有數(shù)年的距離，但EP細(xì)胞或?yàn)槲覀兲峁┝艘粋€(gè)開發(fā)組織替代治療的強(qiáng)有力的起點(diǎn)，例如提供β細(xì)胞治療糖尿病患者或肝細(xì)胞治療肝病患者?！氨M管還需要開展大量的工作來確定EP細(xì)胞的特征，它們或?yàn)槲磥淼奶悄虿≈委熖峁┝艘环N安全的、豐富的潛在細(xì)胞資源，”Gadue說。