當(dāng)前研究人員生成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)的過(guò)程是費(fèi)時(shí)且低效的。為了加快速度，美國(guó)桑福德-伯納姆醫(yī)學(xué)研究所的研究人員轉(zhuǎn)向了激酶抑制劑。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)將幾種激酶抑制劑添加到起始細(xì)胞中時(shí)，相比標(biāo)準(zhǔn)方法可生成更多的iPSCs。這種新能力將有可能加速許多領(lǐng)域的研究，使全世界的科學(xué)家們能夠更好地研究人類疾病并開(kāi)發(fā)出新治療。相關(guān)論文發(fā)表在9月25日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

該研究的資深作者、桑福德-伯納姆醫(yī)學(xué)研究所兒童健康研究中心項(xiàng)目主任Tariq Rana博士說(shuō)：“生成iPSCs依賴對(duì)細(xì)胞內(nèi)通訊網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控。因此，當(dāng)你開(kāi)始操縱細(xì)胞內(nèi)哪些基因開(kāi)啟或關(guān)閉生成多能干細(xì)胞時(shí)，你有可能正在激活大量的激酶。由于這些活性激酶中許多都可能抑制了向iPSCs轉(zhuǎn)變，添加抑制劑可能會(huì)降低障礙，這對(duì)于我們是有意義的。”

美國(guó)薩克生物研究所分子和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室教授、薩克研究所癌癥中心主任Tony Hunter博士說(shuō)：“鑒別出改善iPSCs生成效率的小分子是朝著臨床上能夠利用這些細(xì)胞邁出的重要的一步。Tariq Rana令人興奮的新工作揭示了一類蛋白激酶抑制劑能夠克服高效iPSC形成的正常障礙，且這些抑制劑應(yīng)該證明有助于生成新來(lái)源的iPSCs滿足實(shí)驗(yàn)和最終的治療目的?！?/SPAN>

iPSCs的希望

目前，許多心力衰竭患者唯一可獲得的治療選擇就是心臟移植。尋找更好的替代療法，許多研究人員正在誘導(dǎo)干細(xì)胞生成新的心肌。在阿爾茨海默氏癥中，研究人員也對(duì)干細(xì)胞感興趣，利用它們?cè)谂囵B(yǎng)皿中生成患者自身的功能失常腦細(xì)胞，將它們用于測(cè)試治療藥物。但是這些干細(xì)胞從何而來(lái)？自從iPSC技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，在實(shí)驗(yàn)室許多情況做出了解答。像它們的胚胎同源細(xì)胞一樣，iPSCs能夠用于生成所有的類型——心臟、腦或肌肉，一些可用于測(cè)試新治療或有潛力替代疾病或受損組織。

這聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單：你以任何類型的分化細(xì)胞，例如皮膚細(xì)胞作為開(kāi)始，加入四種分子重編程細(xì)胞基因組，然后嘗試獲得那些成功恢復(fù)為非特化的iPSCs的細(xì)胞。但這個(gè)過(guò)程需要很長(zhǎng)的時(shí)間，且并不是很高效。你可能從成千上萬(wàn)的皮膚細(xì)胞開(kāi)始，最終只有少數(shù)的iPSCs。

Rana實(shí)驗(yàn)室的研究生李忠涵（Zhonghan Li，生物通音譯）承擔(dān)的任務(wù)是尋找可以加速iPSC生成進(jìn)程的激酶抑制劑。桑福德-伯納姆醫(yī)學(xué)研究所的藥物發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)Conrad Prebys化學(xué)基因組中心的科學(xué)家們向李忠涵提供了超過(guò)240種可抑制激酶化合物樣本。李忠涵十分小心地逐個(gè)將它們添加到細(xì)胞中，等待觀察發(fā)生的事情。他發(fā)現(xiàn)相比未處理細(xì)胞，幾種激酶抑制劑生成了更多的iPSCs，在某些情況下由于iPSCs太多而導(dǎo)致小培養(yǎng)皿裝滿了細(xì)胞。最有力的抑制劑特別靶向的三種激酶是AurkA、P38和 IP3K。

與桑福德-伯納姆醫(yī)學(xué)研究所的基因組、生物信息學(xué)、動(dòng)物模型和組織學(xué)核心機(jī)構(gòu)的工作人員一起協(xié)作，Rana和李忠涵進(jìn)一步證實(shí)了他們研究結(jié)果的特異性，并甚至確定了一種抑制劑有益作用背后的機(jī)制。

Rana 說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)操縱這些激酶的活性能夠顯著提高細(xì)胞重編程效率。但更為重要的是，我們還提供了重編程分子機(jī)制的新認(rèn)識(shí)，揭示了這些激酶的新功能。我們希望這些研究結(jié)果將激勵(lì)進(jìn)一步的努力篩查出有可能有助于以iPSC為基礎(chǔ)的治療的小分子。”