与胚胎干细胞（embryonic stem cell, ESC）相似，诱导性多功能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPSC）能分化为各种细胞且几乎能无限的分裂。然而，异体移植 iPSC 治疗其他疾病的临床应用仍存在很多障碍和未知，其中最大的问题为排斥反应。
近日，由加州大学旧金山分校移植和干细胞免疫生物学实验室与国家心肺和血液研究所（NHLBI）和史丹佛福大学移植基因体学实验室组成的研究团队刊登于《Nature Biotechnology》的一篇研究解开了排斥之谜，也就是 iPSC 分化过程中，产生粒线体 DNA 突变，而该突变促使小鼠和人类产生排斥反应。
该研究首先特定小鼠品系的核 DNA 和另一种小鼠的粒线体 DNA 结合，以创造出杂交干细胞。接着，他们将杂交干细胞移植到具有相同核 DNA 的小鼠体内，但其粒线体体 DNA 在二个蛋白编码基因中，只有一个碱基不同。移植后几天，他们再从小鼠身上获取免疫细胞，并将细胞暴露于各种粒线体蛋白片段中。然后，他们发现，只有这二个外来粒线体基因产生的蛋白质，才会引起排斥反应。
他们招募肝脏和肾脏移植患者，并设计利用捐赠者和受试者粒线体 DNA 中天然序列差异的实验，以模拟人体排斥反应。与小鼠实验一样，在三个月和六个月后，他们分离每个移植受体的免疫细胞，并将细胞暴露于粒线体蛋白片段。最后也得到相同的结果，即是仅由源自器官供体的外来粒线体蛋白质才会引起排斥反应。
然而，iPSC 衍生细胞的表现与肝细胞和肾细胞的表现方式相同吗？ 该研究团队 Tobias Deuse 医学博士回答此问题：“在 iPSC 转换过程中，其具有高度致突变性，并产生许多新的免疫活化的粒线体突变。在正常生理条件下，粒线体 DNA 突变的机率为核 DNA 的 10 ~ 20 倍。将成体细胞转化为干细胞是一个更困难的过程，因此我们预计二种突变率会一样高或是更高。”
该研究结果解开了干细胞免疫移植排斥一个的谜团，但仍需近一步去研究哪些粒线体基因体变异以及其机制。此外，未来在干细胞移植前，医学团队进行粒线体突变筛检是重要的一步。
延伸阅读：器官移植排斥有解？ 基因编辑干细胞成功躲藏免疫攻击参考资料：
1. Nat Biotechnol. 2019 Aug 19. doi: 10.1038/s41587-019-0227-7.
2. https://www.ucsf.edu/news/2019/08/415176/new-clues-stem-cell-transplant-rejection-revealed-study
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