干細(xì)胞能夠分化成為機(jī)體內(nèi)的任何細(xì)胞類型。日本科學(xué)家山中伸彌（Shinya Yamanaka）開發(fā)的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)（iPS），可以將成熟細(xì)胞重編程為多能細(xì)胞，使其回到類似干細(xì)胞的狀態(tài)，重新獲得強(qiáng)大的分化能力。這一技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，被視為細(xì)胞替代療法的新希望。

然而，目前人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（hiPSC）的培養(yǎng)條件雖然有助于維持細(xì)胞的多能性，但也可能引入污染物，大大限制了這些細(xì)胞在臨床上的應(yīng)用。

為此，日本RIKEN的研究團(tuán)隊(duì)找到了一個(gè)更好的hiPSC培養(yǎng)方案。他們發(fā)現(xiàn)，一種參與免疫應(yīng)答的趨化因子CCL2能夠替代干細(xì)胞培養(yǎng)中的傳統(tǒng)生長(zhǎng)因子，增強(qiáng)干細(xì)胞的多能性。這一成果發(fā)表在Nature旗下的Scientific Reports雜志上。

培養(yǎng)hiPSC的標(biāo)準(zhǔn)方法需要用bFGF（堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子）來維持其多能狀態(tài)。在這樣的培養(yǎng)條件下，hiPSC其實(shí)更接近于外胚層干細(xì)胞（epiblast stem cell），而不是真正的胚胎干細(xì)胞。

研究人員將培養(yǎng)基中的bFGF換成CCL2進(jìn)行研究。他們發(fā)現(xiàn)，CCL2也能夠激活JAK/STAT通路，該通路與免疫應(yīng)答和多能干細(xì)胞的維持有關(guān)。研究顯示，用CCL2進(jìn)行培養(yǎng)會(huì)增強(qiáng)多能性標(biāo)志基因的表達(dá)。

為了全面理解CCL2的作用機(jī)制，研究人員分別用CCL2和bFGF培養(yǎng)hiPSC，并對(duì)二者的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了比較分析。他們發(fā)現(xiàn)，在CCL2培養(yǎng)的干細(xì)胞中，低氧應(yīng)答的相關(guān)基因表達(dá)水平更高，比如HIF2A (EPAS1)。這說明CCL2通過誘導(dǎo)類似低氧應(yīng)答的反應(yīng)，增強(qiáng)干細(xì)胞的多能性。這一發(fā)現(xiàn)將吸引研究者們，進(jìn)一步探索細(xì)胞壓力（例如低氧）與細(xì)胞多能性增強(qiáng)之間的關(guān)系。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Yuki Hasegawa指出，“我們發(fā)現(xiàn)，表達(dá)差異最為顯著的基因與低氧應(yīng)答有關(guān)。事實(shí)上，低氧在腫瘤發(fā)展和多能性維持中的確有著重要的作用。我們的這項(xiàng)研究可以幫助人們進(jìn)一步提高iPSC的質(zhì)量，推動(dòng)這些細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)和疾病研究中的應(yīng)用。”

研究還顯示，與bFGF相比，CCL2培養(yǎng)的hiPSC分化效率更高。人們可以利用CCL2實(shí)現(xiàn)無滋養(yǎng)層細(xì)胞的hiPSC培養(yǎng)，防止病毒或其它污染物對(duì)干細(xì)胞產(chǎn)生影響。為了更好的利用CCL2，培養(yǎng)質(zhì)量更加穩(wěn)定的人類iPSC，研究人員還開發(fā)了一種特殊的培養(yǎng)皿，其上覆蓋著連有CCL2的微珠。