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"皮肤输血"时代或将到来 有望提供安全高质血源




http://www.cqyxyy.com        2013-11-06


(来源:科学时报)

  英语中有句谚语叫石头里抽不出血(One cannot get blood from a stone),但你或许真的能够从皮肤中得到血液。研究人员如今已经将成熟的皮肤细胞诱导转变为不同的血细胞。科学家在将皮肤细胞转化为血液的过程中并没有首先将它们“再编序”为与胚胎干(ES)细胞类似的细胞,这意味着新的医学突破可能为癌症治疗和病人手术过程中的输血带来新的血源。

  人体皮肤直接造血法问世 有望提供安全高质血源

  ES细胞具有转化为身体中任何细胞类型的潜力,但是它承载了沉重的道德包袱。通过嵌入4个基因或核糖核酸(RNA)序列,研究人员能够将成熟细胞转化为具有ES细胞天赋的“非特化”的诱导多能性干(iPS)细胞。尽管科学家已经将ES细胞和iPS细胞转化为血液细胞,然而这两类干细胞依然存在问题。首先,研究人员担心它们生癌的可能性。加拿大汉密尔顿市麦克马斯特大学的干细胞生物学家Mickie Bhatia表示,另一个局限在于由此产生的血细胞并不含有多少成体血红蛋白——人体的含氧蛋白,其血红蛋白的功能并不完善,仍停留在“胚胎”而不是“成体”阶段,这意味着这些方法尚不成熟。

  Bhatia和同事于是寻思,是否必须要把成熟细胞转化为iPS细胞。或许部分再编序细胞便可以工作。尽管这样的细胞可能无法形成许多种细胞,但它们可以形成血液。

  研究小组将无害病毒嵌入人体皮肤细胞,即成纤维细胞的OCT4基因——成体细胞再编序所需的最初4种基因中的1种。就像研究人员在11月7日的《自然》杂志网络版上报告的那样,他们开发的新方法是直接转化,不仅过程简单,而且所得到的血液质量更高。与转化为iPS细胞不同,经过处理的皮肤细胞变成了更加专门的造血细胞——类似于那些存在于骨髓中的细胞。经过更进一步的诱导,这些祖细胞变成了防御细胞,例如中性粒细胞、嗜碱性粒细胞和巨噬细胞,它们能够消灭细菌以及其他入侵者。

  研究人员在两年时间里,用成人皮肤和新生儿包皮反复进行上述实验,证实任何年龄的人的皮肤都可以转化为血液,而且血液功能正常。

  研究小组同时还能够促使这些祖细胞转化为在身体中传输氧的红血球。Bhatia指出,与源自iPS细胞或ES细胞的血细胞不同,由研究人员培育的细胞主要用来制造成体血红蛋白。Bhatia说:“我们认为,由于我们从成熟的成纤维细胞入手,因此我们正在制造成熟的红血球。”

  这些细胞似乎是安全的,当研究小组将细胞注射进小鼠体内后,它们并没有引起被称为畸胎瘤的非正常生长。同时在培养皿中,细胞只进行了有限数量的分裂,表明它们并没有像癌细胞那样“永生”。

  通过将这些血祖细胞嵌入小鼠体内,研究人员还测试了它们是否能够在受体中保存自己。8周后,动物骨髓中大约1/5的细胞是人类细胞,表明移植让它们在小鼠中安了家。

  Bhatia表示,经过进一步的完善,这项技术将开发出合成新的血细胞的一条更有效的途径。今后一些病人可能将不必为寻找匹配血源犯愁,因为利用自己皮肤就能获得所需血液。例如,研究人员或许能够用源自白血病患者皮肤的健康细胞替代他们有缺陷的血细胞。这种治疗方法还可用于接受大剂量化疗的癌症患者。化疗不仅杀死癌细胞,同时还破坏患者血液系统。因此经常需要暂停化疗,以便让患者免疫功能恢复。这也给了肿瘤恢复和再生的时间,而且再生的癌细胞通常对化疗有抗体。如果患者在化疗的同时输入用自己皮肤制造的替代血液,不仅可以继续进行大剂量化疗,而且可以增加永久杀死肿瘤的机会。Bhatia说,科学家还能够培养和储存不同类型的血液,就像现在储存捐献血液一样。

  但是美国西雅图市华盛顿大学的干细胞生物学家Thalia Papayannopoulou指出,研究人员依然还有一些工作要做。她希望看到更有力的证据,表明移植的细胞能够在受体中长期存在,这是干细胞面临的一个主要问题。

  然而盐湖城犹他大学医学院的分子生物学家Dean Tantin对此却很乐观。他说,研究人员“利用其他人的死胡同,并将其变成了金子”。他预测:“将有许多人加入其中。”(编辑 张颖)



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