Nature子刊：讓干細胞變身的遺傳秘方

　　能夠在實驗室中安全、可靠地生成人類血液中所有不同類型的細胞，向著現實邁進了關鍵的一步。

　　在發表于今天《自然通訊》（Nature Communications）雜志上的研究論文中，由威斯康星大學麥迪遜分校的干細胞研究員Igor Slukvin領導的一個研究小組報告稱，發現了獲得“空白狀態”（ blank-slate）干細胞，并將它們轉變為構成人類血液的紅細胞及大量白細胞的兩個遺傳程序。

　　這項研究具有重要的意義，因為它確定了在發育的最早期階段自然本身是如何生成血液產物的。這一研究發現為科學家們提供了工具來生成這些細胞，探討血細胞的發育機制以及生成臨床相關的血液制品。

　　Slukvin說：“這是第一次證實可以利用一些轉錄因子，讓人類多能干細胞轉化生成不同類型的細胞。”這些蛋白質結合到DNA上，控制了遺傳信息的流動，最終決定了未分化干細胞的發育命運。

　　發育過程中，血細胞是在胚胎的主要血管：大動脈中形成。在那里，科學家們稱作為造血內皮細胞的一群獨特的細胞出芽生成了包括造血干細胞在內的血細胞。新研究鑒別出了兩組獨特的轉錄因子：ETV2和?GATA2，以及GATA2與?TAL1，證實兩種情況下這些轉錄因子都可將人類干細胞直接轉變為造血內皮細胞，后者隨后可發育形成各種類型的血細胞。

　　利用Slukvin研究小組鑒別出的這些因子，可以生成血液制品中常用的各種人類血細胞，其中包括白細胞、紅細胞和巨核細胞。

　　Slukvin說：“只需過表達兩種轉錄因子，我們就可在實驗室的培養皿中重演出我們在胚胎中看到的一系列事件。”

　　Slukvin研究小組開發的這種方法可以生成豐富的血細胞。每100萬個干細胞，研究人員就能夠生成3000萬個血細胞。

　　這項研究工作的一個重要方面就是，利用改造的信使RNA引導干細胞走向了特定的發育命運。新方法使得在不導入任何人造遺傳物質的情況下誘導細胞變為可能。通過采用自然生成細胞的方法，避免了所有潛在的人造遺傳物質，可以生成更加安全的用于治療的細胞。

　　“無需病毒你就可以做到這一點，且基因組的完整性不受影響，”Slukvin說。盡管新研究證實的是操控遺傳機制可以生成血液，這種方法有可能也適用于生成具有治療潛力的其他類型的細胞，包括胰腺和心臟細胞。

　　Slukvin說，還有一個未實現的愿望就是生成骨髓中的造血干細胞。造血干細胞現被用于治療包括白血病和多發性骨髓瘤在內的某些癌癥。設計一種方法在實驗室中生成這些細胞仍然是一個極大的挑戰。

　　Slukvin說：“我們還不知道如何做到這一點。但我們生成血細胞的這種新方法，為我們在培養皿中模擬它們的發育，以及鑒別出新的造血干細胞因子提供了一個機會。”