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干细胞早知道7 |
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围产期干细胞遗传物质稳定性研究常用方法 |
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■韩忠朝
围产期干细胞作为一类具有极大临床应用前景的干细胞,很有可能成为再生医学和组织工程种子细胞的重要来源。然而,细胞治疗或组织工程的安全性,尤其是致癌性,一直是患者和广大医务工作者密切关注的问题。考虑到基因组或遗传物质的不稳定性在正常细胞变成肿瘤细胞过程中的重要作用,我们选取了检测围产期干细胞遗传物质稳定性作为评价其临床使用安全性的重要内容。
长期传代在评价围产期干细胞安全性中的作用
由于胚胎干细胞能够在动物体内形成畸胎瘤,因此围产期干细胞是否具有在体内形成肿瘤的能力也备受关注。有多种方法可以评价细胞的致瘤性,如核型分析、半固体培养基中的克隆形成实验等。但是这些都不足以回答围产期干细胞是否能在人体内形成肿瘤。检测围产期干细胞是否会在体外培养过程中出现衰老,可能是目前比较重要的研究之一。如果会衰老,那么它们一般就不会在动物或人身体内形成肿瘤。
因此,在体外对围产期干细胞进行长时期传代培养至少具有两个方面的作用:第一,长期传代本身就是评价细胞是否可能具有致瘤性的重要方法;第二,长期传代过程把一些赋予细胞增殖能力的突变放大,为其他检测方法提供了素材。
染色体分析
结合长期传代的工作,核型分析是分析围产期干细胞的遗传稳定性的重要手段。在增殖能力强的一些干细胞(如胚胎干细胞)的长期传代的研究中,我们发现在传代过程中胚胎干细胞经常发生核型的变化,这些变化有染色体数量的改变,也有染色体内部某些片段的扩增或缺失。围产期干细胞在体外传代的过程中也有可能发生染色体数目的改变,而且这种改变甚至可以被传统核型分析检测出来。
通过在全基因组范围内对长期传代前后的围产期干细胞CNV进行检测,我们可以对长期传代后围产期干细胞基因组稳定性进行评价。在进行异基因细胞移植供者筛查的时候,我们建议选择基因组稳定性更高(长期传代后CNV变异更少)的个体。
端粒酶、端粒长度分析
端粒是染色体末端的一种特殊结构。端粒酶是维持染色体端粒长度的一种关键的酶。研究证明,端粒酶的表达对人类肿瘤细胞的形成非常重要,超过75%的乳腺癌表达端粒酶活性。
围产期干细胞不表达端粒酶,因而体外传代的正常细胞会表现出端粒逐渐缩短。若在长期传代后的围产期干细胞中未出现端粒的缩短,则提示有可能发生癌变。通过比较长期传代前后围产期干细胞端粒长度,定期检测围产期干细胞传代过程中是否发生了端粒酶的活化,是判断围产期干细胞是否发生恶性转化的重要指标。
展望
围产期干细胞的遗传物质稳定性是其临床应用安全性的重要内容。稳定的基因组是其不具有致癌性的基本保证。考虑到遗传物质稳定性在制备供临床使用细胞时的重要作用,我们建议尽量全面地、从多个不同的角度充分检测围产期干细胞遗传物质的稳定性,为围产期干细胞安全地用于临床提供第一道也是最重要的安全保障。(栏目主持:赵广立)
《中国科学报》 (2014-11-21 第15版 纵览)