比人類誘導多功能幹細胞(iPSCs)更為穩定?3i 雞尾酒療法誘導幹細胞促眼血管再生

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視網膜病變是糖尿病患者常見的併發症之一,由於其視網膜血管受到傷害而引起血液的滲漏,然後傷害到視網膜組織,患者視力變成模糊、扭曲或部分喪失。

近日,一篇刊登於《Nature Communications》的研究指出,由三種抑制劑(inhibitor)組成的雞尾酒療法(簡稱 3i 雞尾酒 )將纖維母細胞(fibroblast)重編而成的原始幹細胞(naïve stem cell),能恢復糖尿病小鼠的視網膜病變。

該 3i 雞尾酒包含 GSK3β 抑製劑 CHIR99021、MEK 抑製劑 PD0325901 以及 Tankyrase(PARP5)抑制劑 XAV939。該研究團隊使用它們來重新編輯第一型糖尿病患者的纖維母細胞,然後分析其 NANOG、NR5A2、DPPA3 和 E-cadherin 的表現,最後發現使其恢復到比人類誘導多功能幹細胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)更為原始的狀態,像是卵子受精後六天的原始上胚層細胞(naïve epiblast cells),被稱為原始糖尿病血管前驅細胞(Naïve diabetic vascular progenitors, N-DVP)。另外,他們也發現 N-DVP 相較於 iPSCs 有較高的基因穩定性和血管再生能力。

隨後,該研究團隊將 N-DVP 注射到糖尿病性視網膜病變小鼠體內。然後,他們發現 N-DVP 會遷移到環繞眼睛的視網膜最內層組織中,且其效率比傳統幹細胞方法製備的血管細胞更高。在為期四周的研究期間,大多數的原始血管細胞在視網膜中存活。最後,他們更發現,該 3i 雞尾酒消除供體細胞中與視網膜病變相關的表觀遺傳學,並使它們恢復到健康、原始的非糖尿病幹細胞狀態。反之,他們也使用糖尿病患者的纖維母細胞重編程為非天然幹細胞,所得血管前驅細胞卻未能遷移至視網膜深處或在研究期間無法存活。

該研究由約翰霍普金斯大學醫學院 Elias Zambidis 博士所率領的研究團隊進行,他們已經成功地扭轉了時間的生物之手,反轉實驗室中的成年人類細胞恢復到原始狀態,並釋放了它們替代和修復糖尿病所致視網膜血管損傷的潛力。然而,他們也提到,仍需要進行更多的實驗來精製 3i 雞尾酒,並驗證它們重編出來的幹細胞再生能力。

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參考資料:
1. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-14764-5
2. https://shh.tmu.edu.tw/page/HealthDetail.aspx?deptCode=10&seqNo=20180124190503284482
3. https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-releases/primitive-stem-cells-shown-to-regenerate-blood-vessels-in-the-eye

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