科學家研發一種新型的「通用」幹細胞可以「普遍移植」

移植往往是一個危機點，因為全球捐贈器官短缺，但也因為接收者的身體排斥捐贈器官或移植組織的風險很高。一種新型的「通用」幹細胞可以解決其中的一些問題。

最近，加州大學舊金山分校的一組研究人員致力於基因工程的多能性研究。幹細胞這樣就可以繞過機體的免疫反應，從而預防排斥反應。

到目前為止，為了繞過捐贈組織短缺的問題，科學家們已經從需要移植的同一個人那裡收集了成熟的、發育完全的幹細胞，從而製造出幹細胞。他們稱之為「誘導多能幹細胞」(IPSCs)。

有了IPSCs，科學家們希望盡量減少身體排斥這些細胞的可能性-這些細胞稍後將專門化並進入新的角色-因為受體的免疫系統傾向於將供體組織「標記」為一種潛在的病原體，並對其採取行動。

然而，即使是這條途徑也充滿了許多障礙，令人驚訝的是，即使是專家從一個人自己的細胞中培養出來的幹細胞也經常面臨排斥。

此外，IPSC過程很難進行，而且更難複製成功的嘗試。

「iPSC技術存在許多問題，但最大的障礙是質量控制和重現性。我們不知道是什麼使某些細胞能夠重新編程，但大多數科學家都認為這還不能可靠地完成，」這項新項目的主要作者托比亞斯·杜斯博士(Tobias Deuse)指出。研究論文出現在雜誌上自然生物技術.

杜斯博士指出：「大多數個體化IPSC療法已經被放棄了。」

現在，加州大學舊金山分校的科學家們第一次相信，他們可能已經找到了一種解決方案，通過採取不同的方法，創造出新的、「通用的」多能幹細胞。這意味著它們可以分化為任何特定的細胞-它們不會引發來自接收者身體的免疫反應。

構建完美的幹細胞

「科學家經常吹噓多能幹細胞的治療潛力，它可以成熟到任何成人組織，但是免疫系統一直是安全有效的幹細胞治療的主要障礙，」Deuse博士解釋說。

此外，正如資深作者Sonja Schrepfer博士所指出的，儘管「我們可以使用抑制免疫活動和減少排斥反應的藥物，[.]這些免疫抑製劑使患者更容易感染和癌."

為了克服這些缺點，加州大學舊金山分校的團隊使用了一種基因編輯技術，他們稱之為CRISPR-Cas9，他們修改了只有三個基因的活性，以「保護」新的幹細胞不受免疫系統的影響，並讓身體更容易地接受它們。

研究人員在他們設計的小鼠模型中測試了這些新改變的幹細胞，以模擬那些有排斥移植傾向的接受者的身體-他們稱之為「組織相容性錯配」的特性-以及功能齊全的免疫系統。

杜烏斯博士說：「這是第一次有人設計出能夠被普遍移植的細胞，並且能夠在免疫能力強的受體中存活，而不會引起免疫應答。」

更具體地說，該團隊開始了幹細胞工程過程，刪除了控制一組蛋白質活性的兩個基因-主要組織相容性複合體(MHC)第一類和第二類-它們向免疫系統發出信號，並能觸發免疫反應。

第一步是直觀的-沒有編碼MHC蛋白的基因的細胞不能向免疫系統發出「標記」它們為「外來物質」的信號。

然而，這樣的細胞就得不到「免費通行證」。相反，它們成為一種被科學家稱為自然殺傷(NK)細胞的專門免疫細胞的靶點。

「可普遍應用的產品」

當研究人員研究阻止NK細胞攻擊幹細胞的方法時，他們發現另一種細胞表面蛋白-CD 47-通常能抑制其他免疫細胞，也能抑制NKs。

實驗室和體內實驗證實CD 47具有排斥NK細胞的作用。在這些成功的鼓勵下，研究小組隨後將帶有兩個靜音和一個增強基因的新幹細胞移植到具有人類免疫系統元素的特別工程小鼠中，以模擬人類的免疫反應。這些移植是成功的，嚙齒動物的身體沒有排斥新的細胞。

最後，研究小組更進一步，誘使新的多能幹細胞專門化為不同類型的心臟細胞。再一次，他們將產生的細胞移植到具有類似人類免疫系統的小鼠體內。

研究人員報告說，這些實驗也取得了成功，因為新的心臟細胞存活了很長時間，並形成了簡單的血管和心肌組織。

研究小組認為，所有這些發現都表明，醫生在治療人時最終可以使用這種幹細胞。

杜烏斯博士強調：「我們的技術解決了幹細胞和幹細胞衍生組織的排斥問題，代表了幹細胞治療領域的一大進步。」

"我們的技術可以使更多的人受益，生產成本遠低於任何個性化的方法。我們只需要製造我們的電池一次，剩下的是一種可以普遍應用的產品。「

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