比人类诱导多功能干细胞(iPSCs)更为稳定?3i 鸡尾酒疗法诱导干细胞促眼血管再生

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视网膜病变是糖尿病患者常见的并发症之一,由于其视网膜血管受到伤害而引起血液的渗漏,然后伤害到视网膜组织,患者视力变成模糊、扭曲或部分丧失。

近日,一篇刊登于《Nature Communications》的研究指出,由三种抑制剂(inhibitor)组成的鸡尾酒疗法(简称 3i 鸡尾酒 )将纤维母细胞(fibroblast)重编而成的原始干细胞(naïve stem cell),能恢复糖尿病小鼠的视网膜病变。

该 3i 鸡尾酒包含 GSK3β 抑制剂 CHIR99021、MEK 抑制剂 PD0325901 以及 Tankyrase(PARP5)抑制剂 XAV939。该研究团队使用它们来重新编辑第一型糖尿病患者的纤维母细胞,然后分析其 NANOG、NR5A2、DPPA3 和 E-cadherin 的表现,最后发现使其恢复到比人类诱导多功能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)更为原始的状态,像是卵子受精后六天的原始上胚层细胞(naïve epiblast cells),被称为原始糖尿病血管前驱细胞(Naïve diabetic vascular progenitors, N-DVP)。另外,他们也发现 N-DVP 相较于 iPSCs 有较高的基因稳定性和血管再生能力。

随后,该研究团队将 N-DVP 注射到糖尿病性视网膜病变小鼠体内。然后,他们发现 N-DVP 会迁移到环绕眼睛的视网膜最内层组织中,且其效率比传统干细胞方法制备的血管细胞更高。在为期四周的研究期间,大多数的原始血管细胞在视网膜中存活。最后,他们更发现,该 3i 鸡尾酒消除供体细胞中与视网膜病变相关的表观遗传学,并使它们恢复到健康、原始的非糖尿病干细胞状态。反之,他们也使用糖尿病患者的纤维母细胞重编程为非天然干细胞,所得血管前驱细胞却未能迁移至视网膜深处或在研究期间无法存活。

该研究由约翰霍普金斯大学医学院 Elias Zambidis 博士所率领的研究团队进行,他们已经成功地扭转了时间的生物之手,反转实验室中的成年人类细胞恢复到原始状态,并释放了它们替代和修复糖尿病所致视网膜血管损伤的潜力。然而,他们也提到,仍需要进行更多的实验来精制 3i 鸡尾酒,并验证它们重编出来的干细胞再生能力。

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参考资料:
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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