來(lái)自中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院的裴端卿教授在iPS研究領(lǐng)域成果頗豐，近期他在Nature旗下重要方法學(xué)子刊：Nature Methods上發(fā)表題為“Reprogramming in suspension”點(diǎn)評(píng)文章，介紹了有關(guān)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）培養(yǎng)和維持方面的最新進(jìn)展，如果從事這方面研究的讀者，不可錯(cuò)過(guò)。

小鼠和人類體細(xì)胞可以通過(guò)幾種轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行誘導(dǎo)重編程，這一突破能獲得個(gè)體特異性iPS細(xì)胞，為科學(xué)研究，以及未來(lái)細(xì)胞替代治療提出了更多的可能。目前iPS細(xì)胞培育和維持主要是通過(guò)靜態(tài)培養(yǎng)皿貼壁培養(yǎng)，而近期兩個(gè)研究小組分別利用小鼠iPS細(xì)胞，證明可以在攪拌懸浮培養(yǎng)液（stirred suspension culture）中進(jìn)行iPS細(xì)胞有效培養(yǎng)。

懸浮培育重編程誘導(dǎo)多能干細(xì)胞也許不僅對(duì)于iPS培養(yǎng)技術(shù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)提高，有利于將iPS用于產(chǎn)業(yè)化，而且這有助于分析這種細(xì)胞更多分子作用機(jī)制。

iPS細(xì)胞培養(yǎng)

iPS細(xì)胞培養(yǎng)一般包括體細(xì)胞分離，重編程誘導(dǎo)因子轉(zhuǎn)入，iPS誘導(dǎo)，以及之后的細(xì)胞擴(kuò)增，鑒別和分化。通過(guò)四種病毒表達(dá)重編程因子進(jìn)行成纖維細(xì)胞重編程，其效率據(jù)報(bào)道打印在0.001–0.05%之間。

隨后的技術(shù)改良則主要集中在提高重編程效率，以及解決安全性問(wèn)題——因?yàn)椴《菊?，以及重編程過(guò)程中利用到的致癌基因，都有可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變。

從針對(duì)不同細(xì)胞類型作為重編程起始細(xì)胞的研究中，可以看出成體干細(xì)胞可能是效率最高的一種，但是從外周血，以及尿液中獲取的細(xì)胞由于其方便獲取性，也具有優(yōu)勢(shì)。而針對(duì)重編程因子更安全的傳遞方法，目前也有科學(xué)家報(bào)道，比如附著體載體，mRNA 轉(zhuǎn)染，或者重組蛋白傳導(dǎo)。這些方法改進(jìn)都令重編程誘導(dǎo)技術(shù)在過(guò)去幾年中，受到了各方面的關(guān)注。

附著體載體：俞君英等人在《Science》雜志上發(fā)表文章，利用非整合型附著體載體（episomal vectors）方法獲得了人類iPS細(xì)胞，在去除掉附著體后，這些iPS細(xì)胞就成為了沒(méi)有外來(lái)DNA的iPS細(xì)胞，從而解決了可能癌變的問(wèn)題。

mRNA 轉(zhuǎn)染：即直接使用轉(zhuǎn)錄因子的mRNA，或者成熟microRNA實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞重編程，James Eberwine等人利用mRNA重編程體細(xì)胞，研究顯示使用mRNA重編程技術(shù)，可直接將成纖維細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)胞。這些研究不僅為臨床治療提供基礎(chǔ)，也進(jìn)一步探討了重編程的機(jī)制。

重組蛋白傳導(dǎo)：Scripps研究所等處的研究人員利用重組蛋白誘導(dǎo)體細(xì)胞生成多能干細(xì)胞。較之傳統(tǒng)的依賴于病毒載體的誘變方法，這一新方法無(wú)需使用任何形式的外源性遺傳物質(zhì)，從而消除了傳統(tǒng)方法中不可避免的對(duì)靶細(xì)胞自身基因組的影響，而且更加簡(jiǎn)便快捷。

重編程環(huán)境

不過(guò)也許提高重編程效率最有成效的方法也許是重編程環(huán)境，也就是培養(yǎng)基，這一想法是基于重編程是一個(gè)細(xì)胞核中重編程因子和培養(yǎng)條件之間多協(xié)調(diào)的過(guò)程。事實(shí)證明，胚胎干細(xì)胞原初培養(yǎng)條件并不十分合適重編程，原因是小牛血清和飼養(yǎng)層，這兩種細(xì)胞都富含TGFβ細(xì)胞因子家族，而這種細(xì)胞因子能不斷傳遞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)分化信號(hào)，而重編程起始則需要相反的間質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)分化過(guò)程。

研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些加入后能提高重編程效率的，調(diào)控細(xì)胞代謝和組蛋白修飾的小分子，而且重編程培養(yǎng)基系統(tǒng)優(yōu)化也制定出了專門的重編程培養(yǎng)基配方，能在短時(shí)間內(nèi)獲得轉(zhuǎn)化高效率。

細(xì)胞生長(zhǎng)表面的環(huán)境因子變化也許會(huì)影響重編程，雖然小鼠和人類胚胎干細(xì)胞能在懸浮培養(yǎng)液中擴(kuò)增，但是目前還并不清楚剛性介質(zhì)上貼壁生長(zhǎng)是不是重編程的必需條件。

而在最新研究中，兩個(gè)研究組的研究人員通過(guò)實(shí)現(xiàn)小鼠細(xì)胞懸浮培養(yǎng)重編程，各自獨(dú)立證明了固體基質(zhì)并不是重編程的必要條件。這對(duì)于重編程培養(yǎng)優(yōu)化來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)好消息，因此懸浮培育重編程也將鼓勵(lì)聚焦于培養(yǎng)基的研究。