研究设定了评估多能干细胞质量的标准

随着使用再生干细胞疗法的希望越来越近，一个生物医学科学家联盟报告说，他们从10个研究机构分析的大约30%的诱导多能干细胞在遗传上不稳定，对临床使用不安全。在6月9日由干细胞报告发表的一项由国家心脏，肺和血液研究所资助的研究中，多机构研究小组报告了大量诱导多能干细胞(iPSCs)的综合表征。专门的iPSC从成人皮肤或婴儿脐带血细胞重新编程，可以成为体内的任何细胞类型 - 一种称为多能性的病症，模仿人类胚胎干细胞(hESCs)的功能。

作为祖细胞生物学联盟的一部分，科学家们正致力于确保这一日益增长的医学研究领域以安全可靠的科学为基础。尽管存在生产安全有效的iPSC的技术，但研究作者报告说他们遇到了意想不到的细胞摇摆生产过程。这包括一些被细菌污染或携带基因的细胞系和与癌症相关的突变。

“我们在研究中发现的大量不稳定细胞系非常令人惊讶，这突出了制定干细胞疗法安全标准的重要性，”转化核心转化发育高级作者兼主任Carolyn Lutzko博士说。辛辛那提儿童医院医疗中心的实验室。“我们研究的大量细胞系符合质量标准，但不符合这些标准的意外数量的细胞系不能用于临床治疗。”

研究人员还宣布在https://www.synapse.org/上建立一个在线门户网站和数据库。它使科学家能够开放获取研究数据，以支持他们自己对潜在的基于iPSC的干细胞疗法的研究。这允许研究人员将他们自己的实验室中生成的iPSC的质量和稳定性与当前研究中的iPSC的质量和稳定性进行比较。

不同的工具，各种结果

研究人员对不同机构提交的58种不同的iPSC进行了比较。用各种基因，方法和起源细胞产生细胞，例如成人皮肤或婴儿脐带血细胞。评估iPSC的遗传稳定性，多能性率和若干其他科学标准。

遗传稳定性对于iPSC的安全性至关重要，以避免实验性治疗引发癌症或其他医学问题的风险。同样重要的是 - 在被指示成为特定细胞类型之前 - iPSC系列在不引入遗传错误的情况下不断更新和扩展为空白板岩形式。

研究人员还将iPSCs的分子和功能特征与人类胚胎干细胞进行了比较，人类胚胎干细胞被谨慎地用作基准质量的黄金标准。

58个iPSC细胞系符合质量标准的程度取决于重编程细胞(皮肤与血液，雄性与雌性)的起源和特定的重编程方法。不同的方法包括各种重编程基因，载体(将遗传物质传递给细胞的工程病毒)，或质粒(可以传递重编程基因的小DNA分子)的使用。

畸胎瘤检查

多能性意味着iPSC可以从形成身体的三种基本生殖细胞系中的每一种产生细胞 - 内胚层(肠区域)，外胚层(表皮，神经组织等)和中胚层(肌肉，血细胞等)。可以测试多能性以确定iPSC系是否能够形成所谓的畸胎瘤 - 由不同细胞类型(牙齿，骨骼，脑等)组成的良性肿瘤。

Lutzko说，人们一直认为质量差的iPSC系不能具有多能性，尽管在目前的研究中，由于费用的原因，该理论尚未经过仔细测试。这促使Lutzko及其同事检查并确定所有iPSC系列 - 无论是高质量还是低质量 - 都能产生畸胎瘤。

为此，研究人员注射了具有不同iPSC细胞系的实验室小鼠模型以观察它们是否形成肿瘤，其次是肿瘤是否含有来自三种不同生殖细胞类型的细胞的实例。试验表明，遗传稳定和不稳定的iPSC细胞系都形成畸胎瘤，细胞来自所有三个胚层。

研究作者表示，虽然遗传上不稳定的iPSC细胞系表现出多能性，但临床背景下的担忧是它们也可能导致癌症 - 再次强调了对安全重编程方法的需求。

计算机生物学

该研究将实验室环境中的大规模分子检测和表征与计算分析相结合，研究第一作者，辛辛那提儿童生物医学信息学部研究员Nathan Salomonis博士领导。Salomonis使用计算方法来检查和生成关于细胞编程的不同方法，基因调控和iPSC的功能质量之间的相互作用的大量数据。

Salomonis说，这些数据揭示了iPSC细胞系新的和微妙的迹象，这些细胞已经失去了制造所有必需成体细胞类型的能力。这一大量原始处理数据已通过在线门户网站和数据库提供。

正如财团研究人员所期待的那样，Salomonis表示他们将测试不同系列的iPSCs能够转化为非常特异的细胞类型 - 例如人体内的大脑，心脏，肺和其他细胞。在验证并公布这些测试的数据后，该联盟还将此信息作为公共资源添加到在线数据库中。

所有当前研究的实验室测试和质量分析都是通过辛辛那提儿童医院进行的。Lutzko是辛辛那提大学医学院儿科学副教授，也是辛辛那提Hoxworth血液中心再生医学和细胞疗法的主任，他说，该医学中心既是该研究的细胞特征核心，也是生物信息学的核心。