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利用条件性重编程无限制地培养正常细胞或引发医学变革

来源:生物谷
摘要:来自美国乔治城大学医学中心的研究人员开发出和测试了一种革命性的实验室技术[1],这种技术允许在实验室中无限制地培养正常的细胞和患病的细胞。他们希望通过这样做,全世界的科学家们能够实现“条件性重编程(conditionalreprogramming)”的多种可能性,包括构建活生物库、开发个人化疗法和实现再生医学以及开展新的癌......

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来自美国乔治城大学医学中心的研究人员开发出和测试了一种革命性的实验室技术[1],这种技术允许在实验室中无限制地培养正常的细胞和患病的细胞。他们分享这种技术是如何工作的。

他们希望通过这样做,全世界的科学家们能够实现“条件性重编程(conditional reprogramming)”的多种可能性,包括构建活生物库、开发个人化疗法和实现再生医学以及开展新的癌症研究。

通过将这种技术发表在Nature Protocols期刊上,研究人员展示了条件性重编程是如何工作的,以及它为何可能能够填补许多临床治疗和研究空白。

乔治城大学医学中心细胞重编程中心主任、病理学副教授Xuefeng Liu博士说,条件性重编程是唯一已知的能够无限制地与培养癌细胞一样培养健康细胞的系统,“就像是它们仅是病人体内提取出来的,在体外让它们增殖,而且只要需要的话,一周内就能够培养出一百万个新的细胞。”

诱导这些细胞生长并不需要对它们进行基因修饰,所有需要的是特定的“饲养”细胞和一种化学抑制剂

作为一个例子,研究人员证实他们能够利用条件性重编程产生新的健康胰岛β细胞,这提示着一种有前景的研究1型糖尿病的方法。胰岛β细胞是分泌胰岛素的细胞。

Liu说,“一种真正地治愈这种糖尿病的方法可能通过利用新的产生胰岛素的功能性细胞替换丢失的β细胞加以实现。”

研究人员也培养出来自气道组织、视网膜、前列腺、乳腺和肠道的健康细胞和癌细胞。利用条件性重编程,这些细胞可长时间地发生增殖。

自从2011年Liu、乔治城大学医学中心细胞重编程中心主任Richard Schlegel博士和他们的同事们开发出这种条件性重编程技术以来,科学家们一直在测试利用这些细胞实现多种高级目标的能力。这种条件性重编程方法已在全世界推广开来,比如美国国家癌症研究所已将这种方法列入针对肿瘤学项目与药物发现项目的精准医疗计划中。

在这种新发表的技术中,研究人员描述了条件性重编程提供的很多其他的可能应用。比如,去年12月发表在Oncotarget期刊上的一项研究[2]中,Liu和Schlegel描述了条件性重编程如何允许他们培养来自一名病人的正常细胞和原发性前列腺癌细胞。这项研究代表着在理解这种令人费解的癌症的起源和促发物的努力中取得一项关键性的进展。

此外,利用来自病人的正常细胞构建生物库使得在未来将这些健康的细胞灌注到受损器官中成为可能。Liu说,“我们能够培养细胞,冻存它们和解冻它们。考虑一下将这些细胞用于皮肤替换、器官修复和癌症研究。”

利用条件性重编程培养的癌细胞也能够允许肿瘤学家基于来自一名病人的单个癌细胞在实验室增殖时产生的细胞群体,测试和选择一种疗法。这一方法已在乔治城大学开展过,并且已发表在New England Journal of Medicine期刊上[3]。在一项发表在Science期刊上的独立研究中,来自美国麻省总医院癌症中心的研究人员证实利用这种条件性重编程方法,他们鉴定出治疗抵抗性肺癌患者的药物组合[4]。

几个研究所已利用条件性重编程平台发现抗癌药物或新的靶标。比如,来自芬兰赫尔辛基大学的研究人员利用条件性重编程建立首批去势抵抗性前列腺癌细胞,并且发现这些癌细胞的已知药物和新药物的敏感性[5]。这些新药物包括当前正在用于治疗去势抵抗性前列腺癌的临床试验中的药物navitoclax。美国耶鲁大学研究人员发现Notch1和SOX10是腺样囊性癌的潜在新靶标[6]。来自美国福克斯蔡斯癌症中心的研究人员发现MYC-ERCC3是人胰腺癌的新靶标,并且将这种新靶标用于药物发现[7]。

Liu说,利用基因编辑技术修复受损的细胞,然后培养新的受到修复的细胞用于治疗一系列疾病,可能也是可行的。“不难以想象,我们能够从一名囊性纤维化病人体内获得少量的鼻子活组织样品,校正导致这种疾病的基因缺陷,然后重新生长这些得到校正的健康细胞,并且将它们灌注回肺部中。鉴于这些细胞源自这名病人,因此它们不会遭受免疫排斥。”

作者: 2017-2-7
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