由诱导的多能干细胞产生的最纯净的肝样细胞

南卡罗来纳医科大学(MUSC)的再生医学SmartState主席，包括发育生物学家Stephen A. Duncan，D. Phil。在内的一个研究小组已经找到了一种更好的方法来净化由诱导多能干细胞(iPSCs)制成的肝细胞。。他们的努力于2016年8月25日发表在干细胞报告中，将为国家心脏，肺和血液研究所(NHLBI)的8000万美元下一代遗传关联研究(下一代)计划提供肝病研究。明尼苏达大学(明尼阿波利斯)和威斯康星医学院(密尔沃基)为该研究做出了贡献。

这种新方法可以促进实现重要临床目标的进展：通过移植源自其自身干细胞的未突变肝细胞来治疗肝脏中引起疾病的突变的患者。先前从干细胞产生肝样细胞的尝试已经产生异质细胞群，其与患者的患病肝脏几乎没有相似性。

NHLBI的下一代创建于来自全基因组关联研究(GWAS)患者的银行干细胞系。NHLBI下一代脂质条件小节的目标 - 邓肯与宾夕法尼亚大学的Daniel J. Rader博士和Edward E. Morrisey博士的合作，旨在帮助确定基因心脏，肺或血液条件的来源，也包括肝脏。这些GWAS研究将数百人的基因组图谱化，以寻找与健康个体的基因组不同的基因突变模式。

GWAS研究变得更加强大 - 更有可能找到引起疾病的正确基因突变 - 因为更多的基因组被映射。一旦构建了一组可疑突变，来自这些个体的干细胞可被“推”到培养皿中以分化成任何身体细胞，例如肝脏，心脏或血管样细胞。可以以高通量形式筛选细胞(即，细胞在许多培养皿中扩增和培养)以更多地了解突变并测试可能最终有助于治疗患有疾病的患者的药物组。

问题出现在“推动”期间。例如，当喂养生长因子时，iPSC顽固地拒绝均匀地成熟为肝样细胞。传统上，抗体已被用于识别细胞表面的成熟特征并净化相似的细胞。这种方法对于干细胞研究至关重要，但可用于识别成熟肝细胞的抗体很少，并且倾向于识别许多不同类型的细胞。混合种群中的许多类型的细胞具有不同的特征，这些特征可以掩盖潜在的引起疾病的遗传变异，这些变异往往是微妙的。

“如果没有纯净的肝细胞群，就很难找到由这些突变引起的这些相对微妙的差异，但差异对于个体的生活至关重要，”邓肯说。

Duncan和他的工作人员不再依赖抗体，而是采用了一种名为化学蛋白质组细胞表面捕获(CSC)技术的新技术。正如其名称一样，CSC技术使该小组能够绘制肝细胞表面的蛋白质，这些蛋白质是在干细胞分化为肝细胞的最后阶段中产生最多的。用荧光标记物标记的抗体靶向最丰富的蛋白质，并用于从其余部分分选成熟肝细胞。

该程序非常成功：该团队拥有高纯度，均质和成熟的肝样细胞群。标记的细胞具有比未标记的细胞更相似的成熟肝细胞性状。未分化的多能干细胞被排除在标记细胞组之外。

“这很重要，”邓肯说。“如果你想将细胞移植到患有肝病的人身上，你真的不想移植多能细胞，因为多能细胞会形成一种叫做畸胎癌的肿瘤。”

Duncan警告说，移植iPSC衍生的肝细胞尚未准备好转诊到临床。但是，现在可以使用用于分选同源肝细胞的技术来成功且准确地模拟和研究细胞培养皿中的疾病。

“我们认为，通过能够产生纯种群，它将摆脱变异，因此真正帮助我们与GWAS研究相结合，以确定导致疾病的等位基因变异，至少在肝脏中，”Duncan说。

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