科學(xué)研究已表明，少量的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）能夠大量繁殖并分化為所有類型細(xì)胞。但在這些細(xì)胞類型中，有些細(xì)胞已經(jīng)被證明要比其它細(xì)胞更加容易制造。
近日，來自日本京都大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，一種廣泛存在于人類機(jī)體中并用于iPSCs療法的特殊分子——層粘連蛋白(laminin)或許會(huì)影響iPSCs的造血分化。這對(duì)于iPSCs的臨床研究轉(zhuǎn)化有著重大的影響。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際雜志《Stem Cell Research》上。
在分化iPSCs之前，細(xì)胞所處或被培養(yǎng)的環(huán)境尤其重要，出于研究目的，科學(xué)家會(huì)在鼠胚胎成纖維細(xì)胞上培養(yǎng)iPSCs。在這項(xiàng)研究中，研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了小鼠胚胎成纖維細(xì)胞的一種合適的替代品，即層粘連蛋白-511 E8蛋白片段（LM511-E8）。
研究者表示，LM511-E8是迄今為止唯一一種被批準(zhǔn)用于iPSC臨床應(yīng)用的一種特殊蛋白。他們利用LM511-E8通過Sac方法將iPSCs分化出了多種類型血細(xì)胞，包括給患者機(jī)體中輸注的血小板等。相比iPSCs的數(shù)量，實(shí)驗(yàn)所獲得的造血祖細(xì)胞的數(shù)量相當(dāng)少。
為了確定LM511-E8是否是造血祖細(xì)胞產(chǎn)量低的原因，研究人員就對(duì)9種不同類型的層粘連蛋白進(jìn)行了調(diào)查分析，很快他們就發(fā)現(xiàn)，LM421-E8和LM121-E8兩種層粘連蛋白或能改善造血祖細(xì)胞的產(chǎn)量。
有趣的是，與其它7種層粘連蛋白不同的是，層粘連蛋白LM421-E8和LM121-E8對(duì)iPSCs的粘附力都較弱。由于目前其都不能用于臨床應(yīng)用，因此研究人員對(duì)LM511-E8的粘附性進(jìn)行修飾，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將其濃度降低到原來Sac方法中使用的八分之一，就能夠使得造血祖細(xì)胞的產(chǎn)量與LM421-E8和LM121-E8兩種層粘連蛋白所誘導(dǎo)的產(chǎn)量相當(dāng)。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，連續(xù)稀釋LM511-E8還會(huì)促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)更多ITGB1受體分子，激活該受體分子就能增強(qiáng)典型的Wnt信號(hào)通路并能提供iPSCs造血分化的新型分子機(jī)制。而且，Wnt信號(hào)對(duì)于細(xì)胞的生長(zhǎng)和遷移至關(guān)重要，尤其是在胚胎中。
這一研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過化學(xué)修飾Sac方法就能增強(qiáng)Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而提高并增加造血祖細(xì)胞的產(chǎn)量，iPSCs造血分化主要依賴于最佳的粘附特性。該研究或能為從一般的造血干祖細(xì)胞獲得分化的造血細(xì)胞提供了一種非常有用的方案或步驟。
資訊出處：
[1]Akinori Yuzuriha,Sou Nakamura,et al.Extracellular laminin regulates hematopoietic potential of pluripotent stem cells through integrin β1-ILK-β-catenin-JUN axis[J].Stem Cell Research,2021,(3).
