突破性技術可將皮膚細胞轉化為血管細胞并保持活力

　　日前，一項刊登在國際雜志Circulation上的研究報告中，來自伊利諾伊大學的研究人員通過研究鑒別出了一種能將皮膚細胞轉化為制造血管的細胞的關鍵分子開關，相關研究或有望用來修復心臟病患者受損的血管，或者在實驗室中工程化制造新的血管；研究者表示，增強維持細胞年輕的酶類的特殊技術或許能夠抑制細胞在培養過程中衰老。

　　如今科學家們能夠利用多種方法將一種細胞類型轉化成為其它細胞類型，其中所涉及的一種技術就是將成熟細胞轉化成為多能性干細胞，隨后利用化學混合制劑誘導多能干細胞使其分化成為所想要的細胞類型。在過去幾年里，科學家們開始開發一種折中的方法，這種方法能夠讓皮膚細胞“時光倒流”，以便皮膚細胞失去成熟細胞的特性，并且變得和干細胞一樣。

　　研究者Jalees Rehman指出，這種方法并不能讓細胞完全恢復至多能干細胞的狀態，但卻可以使其進入到一種中間前體細胞的狀態，祖細胞能夠被大量培養用于再生醫學療法，其并不像多能干細胞，祖細胞僅能夠分化成為不同類型細胞，而本文中研究者將其所開發方法稱之為“部分脫分化”作用（partial de-differentiation）。其它研究人員也在利用這種方法來制造能夠產生血管細胞的祖細胞，但截止到目前為止，研究人員并不能完全理解該方法的作用原理。

　　研究者認為，如果不能很好地理解其中所涉及的分子過程，他們就很難控制或者增強該方法來有效制造新生的血管；如今研究者發現，祖細胞能夠被轉化成為血管細胞或者紅細胞，而這依賴于名為SOX17的基因轉錄因子的水平；文章中，研究者測定了對血管產生非常重要的多個基因的水平，隨著祖細胞慢慢轉化為血管細胞，轉錄因子SOX17的水平就會開始升高。如果在祖細胞中增加SOX17的水平，那么其分化為血管細胞的水平就會升高5倍；當抑制SOX17的表達時，祖細胞就會產生較少的內皮細胞，反而就會產生一定的紅細胞。

　　Rehman說道，SOX17參與其中顯得合情合理，因為當血管形成時，其在發育的胚胎中水平較高；當研究者將人類祖細胞嵌入凝膠，隨后將其植入到小鼠機體中時，這些細胞就會自行組裝形成功能性的人類血管組織，而不經歷轉換過程的皮膚細胞在其植入后并不會形成血管組織。當將祖細胞植入到因心臟病發作而出現持續性心臟損傷的小鼠機體中時，所植入的細胞就會在小鼠的心臟中形成功能性的人類血管組織，當其同小鼠的血管組織進行連接時就會明顯改善小數的心臟功能。

　　研究人員通過簡單的皮膚活組織檢查就能夠獲得成體皮膚細胞，這也就意味著，這些皮膚細胞或許有望產生患者特異性地血管組織或紅細胞，利用這種個體化的細胞就能夠降低患者機體排斥的風險，因為植入的血管組織與受體組織有著相同的遺傳組成。研究者表示，祖細胞中有著較高水平的端粒酶，這種抗衰老的酶類能夠給端粒末端“加帽子”來預防其縮短；當細胞不斷分裂時端粒就會越來越短，研究者認為這是導致細胞衰老的根本原因。Rehman指出，祖細胞中端粒酶水平的增加可能會帶來額外的好處，利用部分脫分化技術就能夠幫助心臟病患者制造新的血管組織，尤其是老年患者，由于年齡增加老年患者機體中的端粒會變短，在實驗室中轉換并且擴大細胞培養的過程會加速細胞衰老并且損傷細胞的長期功能，但如果細胞中端粒酶的水平較高，那么其過早衰老的風險就會降低。

　　當然端粒酶還有一定的好處，其在癌細胞中水平相當高，這樣就能夠維持細胞過度分裂瘋長，最后研究者Rehman表示，我們非常關心腫瘤形成的風險，但目前我們并未在任何實驗中觀察到這種風險，因此我們的確應當通過研究確定這些細胞對人類的有效性和安全性，后期我們還需要在大型的動物中進行長期的實驗來進行驗證。