2010-09-11

程式化細胞?RNA 提供更安全的方法!

RNA offers a safer way to reprogram cells
http://www.physorg.com/news199082185.html

July 23, 2010

最近幾年內,科學家已證明他們能將人類皮膚細胞再程式化(reprogram ,重編程)成一種尚未成熟的狀態,那能使該細胞轉變成任何類型的細胞。這種能力稱為多能性(pluripotency),透過將病患自身細胞轉變成無作用組織的替代品,可望治療糖尿病與帕金森氏症這樣的疾病。

然而,現在這種用來轉化細胞的技術卻呈現出某些嚴重的安全危害。為了要遞送基因以便將細胞再程式化為多能性狀態,科學家利用病毒來攜帶 DNA,那接著會合併到細胞自己的 DNA 中。不過者些所謂「基於 DNA 的再程式化載體(DNA-based reprogramming carries)」卻具有擾亂細胞基因組以及致使其癌化的風險。

現在,MIT 研究者首度證明,他們能使用 RNA 來傳遞一模一樣的再程式化基因。RNA 這種遺傳物質通常將來自 DNA 的指令運送到細胞的蛋白質製造機構。這種方法經證明比基於 DNA 的再程式化技術更安全,研究者 -- 電機與生物醫學工程副教授 Mehmet Fatih Yanik 與電機工程畢業生 Matthew Angel -- 表示。

Yanik 與 Angel 在 7/23 當期的 PLoS ONE 期刊上描述這種方法,那亦是 Angel 碩士論文的主題。

然而,研究者表示,他們尚未能夠宣稱已經能將細胞再程式化為多能性狀態。為了證明這件事,他們將將需要在實驗室中長期培養細胞,並研究它們發展成為其他細胞類型的能力 -- 這是他們實驗室正在進行的研究。他們的關鍵成就是,證明再程式化所需要的基因可藉由 RNA 來遞送。

"在這之前,沒人有方法能以蛋白編碼 RNA(protein-encoding RNA)多次轉染(transfect,轉遞感染)細胞," Yanik 表示。(轉染是一種在不使用病毒來傳遞 DNA 或 RNA 的情況下將它們引進細胞的方法。)

在 2006 年,東京大學的研究者證明,他們僅利用四種基因就能將老鼠皮膚細胞再程式化成為多能性的、胚胎般的狀態。最近,其他科學家藉由傳遞這些基因所編碼而成的蛋白質到成熟的細胞內,在人類細胞中也達成同樣的結果,不過那種程序比利用 DNA 再程式化更加昂貴、無效率,而且耗時。

Yanik 與 Angel 決定要追尋另一種方法︰藉由信使 RNA(messenger RNA,mRNA)來轉染細胞。mRNA 是一種短命的分子,那攜帶拷貝自 DNA 的遺傳指令。

然而,他們發現 RNA 轉染遇上一種顯著的挑戰︰當添加到成熟的人類皮膚細胞時,mRNA 激起一種防止病毒製造 RNA 的免疫反應。長股(long strands)RNA 的反覆暴露將使得細胞自殺 -- 犧牲自己以避免身體的其餘部份受感染。

Yanik 與 Angel 明白,某些 RNA 病毒,包括 C 型肝炎病毒(hepatitis C),能成功地抑制自衛反應。在回顧 C 肝逃避機制的研究後,他們做了一些實驗證明他們能藉由傳遞短干擾 RNA(short interfering RNA,siRNA,譯註另一種稱法是︰small interfering RNA)阻止對此反應至關緊要的蛋白質製造進而關閉這種反應。

一但防禦機制被關閉,就能安全地遞送攜帶再程式化所需基因的 mRNA。研究者證明,藉由每隔一天傳遞 siRNA 與 mRNA,他們能誘使細胞製造再程式化蛋白質超過一週以上。

※ 相關報導︰

* Innate Immune Suppression Enables Frequent Transfection with RNA Encoding Reprogramming Proteins
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0011756
Matthew Angel, Mehmet Fatih Yanik
PLoS ONE 5(7): e11756. Published: July 23, 2010
doi:10.1371/journal.pone.0011756
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以 piggyBac 轉位創造誘導式多能性幹細胞
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1 則留言:

fsj 提到...

誘導幹細胞 研究團隊將回台

自由時報 2010.10.10

〔記者徐夏蓮/台中報導〕二○○八年取得「誘導幹細胞」專利的中山醫學大學校友林希龍教授,預計二年內將他在美國南加大的實驗研究團隊搬回台灣,他說,要將研究成果根留台灣。

為什麼要「誘導」幹細胞?林希龍以臍帶血為例指出,它雖擁有最豐富的幹細胞,但它儲存的方式會因冷凍久了,幹細胞的活化程度、數量也隨著時間而逐年遞減,「誘導」幹細胞的主要目的,就是要讓解凍後的幹細胞數增長、活性恢復。

台灣幹細胞學會秘書長林泰元則指出,幹細胞移植從一九九八年迄今,雖帶給人類治療疾病很大的希望,但也引發了倫理問題,及幹細胞移植同時會誘發惡性腫瘤的二大問題。

林希龍說,日本花了四十億美金,於二○○六年研發用四個基因即可成功誘導出幹細胞的方法,取得世界各國專利,但是日本採取的方法,就有誘發惡性腫瘤之虞的問題。

林希龍的研究團隊採取的方法和日本不同,運用抑癌基因─微分子RNA為誘導先驅,成功避開致癌的風險。

他表示,誘導幹細胞採用抑癌基因─微分子RNA的方式,目前已進行了乳癌、肝癌、攝護腺癌等動物實驗,均未引起致癌反應,現正準備進行人體實驗,希望六至十年後,他的研究團隊就能研發出只要用一種幹細胞治療方法,就可以治療所有癌症。

林希龍已與台灣食品科學研究所等擁有臍帶庫的單位接洽,預計二年內將研究團隊整個帶回台灣。台灣幹細胞學會秘書長林泰元指出,幹細胞加上組織工程的治療方式,國外已有研究案例,顯示可讓移植器官的病患,等於就是移植自己的器官組織,可以不必服用抗排斥藥,他相信台灣未來幹細胞研究成果,是將來所有研究中,最有希望不輸歐美的項目。