Sci Signal：华人学者干细胞研究新突破，单一分子即可高效诱导血管关键细胞
2018-02-14 佚名 生物360
由于在医疗上的巨大潜力，干细胞技术在近年来得到了诸多关注。如今，我们已经找到了将普通细胞诱导成多能干细胞的方法，而这些干细胞也有分化成众多不同类型细胞的潜力。然而，如何将这些干细胞选择性分化成研究人员想要的细胞，依然是一个有待解决的问题。
由于在医疗上的巨大潜力，干细胞技术在近年来得到了诸多关注。如今，我们已经找到了将普通细胞诱导成多能干细胞的方法，而这些干细胞也有分化成众多不同类型细胞的潜力。然而，如何将这些干细胞选择性分化成研究人员想要的细胞，依然是一个有待解决的问题。
▲本研究的通讯作者 Jonathan Lin 教授（图片来源：加州大学圣地亚哥分校）
今日，《科学》子刊《Science Signaling》刊登了一篇来自加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的研究。华人学者 Jonathan Lin 教授与他的团队意外发现，一种分子可以将干细胞诱导成为血管。这有望用于中风或是心脏病的细胞疗法。
Jonathan Lin 教授以阐明 ATF6 基因与遗传学眼病之间的关系而知名。Lin 教授的团队曾发现，如果患者的 ATF6 基因发生突变，患者眼底黄斑区中心小窝（fovea）就会出现异常，而这一区域对于视觉的清晰度至关重要。因此，这些患者自出生起，视觉就极受影响。更糟糕的是，这种遗传病无药可治。
几年前，Lin 教授的团队表明 ATF6 蛋白是一款转录因子，能控制基因的“开”和“关”。在干细胞的发育中，这一蛋白处于自然“开启”状态。因此，它的突变会引起一系列严重后果，包括视觉的损害。
这项研究刊登后，立刻在患者群体中造成了反响。Lin 教授称，全球各地有类似视觉障碍的患者纷纷联系他的实验室，想了解自己是否带有 ATF6 基因突变。另外，为了了解和改善自己的病情，这些患者也主动申请参与后续的研究。
Lin 教授团队的最新研究正是基于和患者们的合作。在纽约，有一个家庭饱受遗传性眼疾困扰——他们有三个孩子的 ATF6 基因都缺乏完整的功能。为了了解能否激活这些基因，研究人员们提取了他们的表皮细胞，让它们“返老还童”，变成了诱导多能干细胞。随后，研究人员们与同处加州圣地亚哥的 Scripps 研究所合作，寻找能在干细胞中激活 ATF6 的分子。
Scripps 研究所的科学家们从数百万个化学分子中进行大规模的筛选，并使用机器人技术，测试这些分子能否顺利激活 ATF6。大规模筛选的结果找到了 10 个看上去“很有潜力”的分子，他们被送往 Lin 教授的实验室，等待下一步分析。
▲AA147 的分子结构式（图片来源：《Science Signaling》）
“我们不确定能找到什么，”Lin 教授说道：“我们只是希望有一个分子能起到一定程度上的积极效果。”
然而结果让科学家大为欣喜。他们发现，一种叫做 AA147 的分子能在干细胞中显着激活 ATF6，并且改变细胞的分化途径。在 AA147 的作用下，干细胞主要分化为了内皮细胞，这是组成血管的关键细胞。
▲本研究的图示（图片来源：《Science Signaling》）
“通常来说，干细胞能分化成许多不同的细胞类型，但很难让它们产生大量特定的细胞类型，”Lin 教授说道：“然而经过 AA147 的处理，培养皿中大约 70% 的细胞转化成了内皮细胞，而它们可以形成血管。这是我所知道能用实验方法制造血管最高效的方法。”
尽管取得了出色的实验结果，Lin 教授依旧保持着谨慎。他说，这并不代表 AA147 已经成为了一款真正的药物。首先，这些结果只在实验室的培养皿中得到了重复；其次，研究人员使用的 AA147 浓度也很高。为了检验这款药物的临床价值，我们需要对它进行优化，降低所需的剂量，并通过临床试验，验证它的安全性与有效性。
而关于团队的最新发现，Lin 教授认为，这提供了关于 ATF6 功能的重要信息，有助于让我们理解它的失活如何引起眼疾。此外，这个发现也有望应用到其他和血管相关的疾病中。
原始出处：
Jeffrey J. Rodvold， Kevin T. Chiu， Nobuhiko Hiramatsu，et al. Intercellular transmission of the unfolded protein response promotes survival and drug resistance in cancer cells. Sci. Signal. 06 Jun 2017： Vol. 10， Issue 482， eaah7177. DOI： 10.1126/scisignal.aah7177.
作者：佚名
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