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日本研究诱导多功能干细胞(iPS细胞)培育具有抗癌功能的免疫细胞

[日期:2013-01-06] 来源:网络  作者:ecphf录入 [字体: ]
为了健康

 

日本科学家首次培育出能够杀死癌细胞的T细胞

日本科学家首次培育出能够杀死癌细胞的T细胞 A

      据英国《每日邮报》1月3日报道,日本研究人员首次造出了能够杀死癌细胞的人体细胞。
  这种升级后的细胞也可称作“杀手”T淋巴细胞,能专门杀死人体内的某种癌细胞。“杀手”T淋巴细胞的诞生堪称世界首次,癌症难题可能将被人类攻克。这种细胞的研制为今后直接将抗癌类细胞注射入患者体内铺平了道路,但这一技术目前还处于试管实验阶段。
  研制方法提取人体细胞植入特殊基因
  研究人员从一些患有恶性黑色素瘤的癌症病人体内,提取出正在攻击癌细胞的免疫细胞,用这些名为“T淋巴细胞”的免疫细胞培育出induced pluripotent stem cells  iPS细胞。iPS细胞是提取特定人体细胞并向其内部植入特殊基因后培育而成的一类细胞,具有分化成多种人体组织细胞的潜力。在本次研究中,这些iPS细胞再次被培育分化成为T淋巴细胞,关键是,这样得到的T淋巴细胞仍然具有攻击癌细胞的功能,他们将其称为“杀手”T淋巴细胞。“T淋巴细胞”在人体内自然产生的数量非常少,但未来大量注射给病人体内后,将加速重建免疫系统。
  抗癌效果新细胞能产生抗肿瘤化合物
  此前的研究已经表明,以往在实验室里使用传统方法获得的T淋巴细胞,其杀死癌细胞的效果并不好,因为T淋巴细胞的寿命非常短,而这限制了它们成为治疗癌症的有效方法。
  研究小组在实验中观察到,新获得的iPS细胞在实验室生长,并诱导分化,再次生成新的“杀手”T淋巴细胞,这批新的T淋巴细胞被证明能够特定杀灭与此前程序设定中相同类型的皮肤癌,比原始的T淋巴细胞更加有效。
  研究人员强调,基因重组能够使抗癌细胞在表面显示出特异的抗癌受体,这种新的T淋巴细胞也被证明非常具有活力,能够产生一种抗肿瘤化合物。
  关键步骤测试新细胞的杀癌“智商”
  日本科学家Kawamoto说:“我们已扩大了T淋巴细胞的抗癌特异性,我们成功地通过制造iPS细胞,分化出了功能性的T淋巴细胞。下一步将是测试这些T淋巴细胞是否可以有选择地杀死肿瘤细胞,而不是体内的其他细胞。如果它们做到了,那么这些细胞可能会被直接注射到癌症病人的体内进行治疗,这可能在不远的将来会实现。”这项研究结果发表在国际著名学术期刊《细胞-干细胞》上。杜思科艾里克博士是伦敦国王学院干细胞科学的高级讲师,他说:“尽管这种方法需要进一步验证,还有大量的工作需要完成,随后才能考虑投入临床试验,但是最初的这些数据给了大家很大的希望。这一开创性的工作,对于抗癌治疗来说,绝对提供了一个强有力的基础。”

    日本研究人员2013年1月4日报告说,诱导多功能干细胞(iPS细胞)可用来大量培育具有抗癌功能的免疫细胞,将来有望在此基础上开发出治疗癌症的新型免疫疗法。
研究人员从一些患有恶性黑色素瘤的癌症病人体内提取出正在攻击癌细胞的免疫细胞,用这些名为“T淋巴细胞”的免疫细胞培育出iPS细胞。iPS细胞是提取特定人体细胞并向其内部植入特殊基因后培育而成的一类细胞,具有分化成多种人体组织细胞的潜力。
    在本次研究中,这些iPS细胞再次被培育分化成为T淋巴细胞,关键的是,这样得到的T淋巴细胞仍然具有攻击癌细胞的功能。研究小组指出,T淋巴细胞在识别癌细胞的时候会通过改变基因排列的方式来“记住”癌细胞的特征,这种“记忆”能够传递给iPS细胞,由此再培育出的T淋巴细胞可以像从前一样攻击癌细胞。
    据介绍,现有的免疫疗法常是单纯刺激患者的T淋巴细胞以使其增殖,但是由于难以大量增加,所以效果很有限。此次开发的方法能够大量培养T淋巴细胞,所以有望解决这个问题。
研究人员在新一期《细胞•干细胞》杂志发表论文说,这一技术目前还处于试管实验阶段,将来有可能在其基础上开发出治疗癌症的新型免疫疗法。领导研究的日本理化学研究所研究员河本宏说,接下来将通过动物实验确认其效果。
    据国外媒体报道,日本科学家首次培育出能够杀死癌细胞的T细胞。他们表示这一研究突破为直接将T细胞注入癌症患者体内,用以对抗癌症铺平了道路。实际上,人体可天然产生T细胞,但数量较少。成功培育T细胞让将这种细胞大量注入患者体内,以增强免疫系统成为一种可能。
  日本理化学研究所过敏反应与免疫学研究中心的科学家表示,他们首次成功培育出能够杀死癌细胞的免疫系统细胞T淋巴细胞。为了培育这种细胞,他们首先对专门杀死一种确定癌细胞的T淋巴细胞进行“再编程”,使其变成另一种细胞,被称之为“诱导性多功能干细胞”,诱导性多功能干细胞随后发育成功能齐备的T淋巴细胞。诱导性多功能干细胞发育而成的T淋巴细胞未来可充当一种潜在的癌症治疗手段。
  此前进行的研究发现借助传统手段在实验室培育的T淋巴细胞在杀死癌细胞时效率较低,主要原因在于它们的寿命较短,限制了它们充当一种癌症治疗手段的可能性。为了解决这个问题,由川本浩率领的日本研究人员将成熟的人体T淋巴细胞进行再编程,使其变成诱导性多功能干细胞,而后对这些细胞如何分化进行研究。
  日本科学家将专门对抗一种皮肤癌的T淋巴细胞培育成诱导性多功能干细胞,方式是将这种淋巴细胞暴露在“山中因子”环境下。山中因子是一组化合物,能够让细胞退回到“非专业性”阶段。在实验室,研究人员将诱导性多功能干细胞变成T淋巴细胞。与最初的T淋巴细胞一样,此时的T淋巴细胞也专功同样的皮肤癌。它们的基因构成与最初的T淋巴细胞相同,能够表达癌症特异性受体。研究发现这种新型T淋巴细胞非常活跃,可以产生一种抗癌化合物。
  川本浩博士表示:“我们成功培育出具有特定抗原的T细胞,方式是培育诱导性多功能干细胞,而后让它们变成功能性T细胞。下一步工作是研究这些T细胞到底是具有选择性地杀死癌细胞还是连同其他细胞一起杀死。如果选择性杀死癌细胞,这些T细胞便可直接注入患者体内,用于对抗癌症。在不太遥远的将来,我们便可为癌症患者实施这种疗法。”研究发现刊登在《干细胞》杂志上。
  伦敦国王学院干细胞学高级讲师杜斯克-伊利克博士表示:“这项研究采用一种新奇而有趣的方式研发基于细胞的疗法,这种研究并不是我们经常能够听说的。这种方式需要进一步验证,还需进行大量研究,而后才考虑进行临床测试。不过,当前获得的初步数据令人鼓舞。这项具有开拓性的研究打下了一个坚实基础,让我们进一步加深了对细胞疗法和个性化治疗手段的认知。” 


iPS细胞研究经历:

    诱导多功能干细胞induced pluripotent stem cells iPS:2006年日本京都大学Shinya Yamanaka在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多功能干细胞的研究。他们把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,发现可诱导其发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。之后2007年11月,美国和日本科学家分别宣布独立发现将普通皮肤细胞转化为干细胞的方法,得到的干细胞称为诱导多功能干细胞,又名iPS细胞。这一发现分别被《自然》和《科学》杂志评为2007年第一和第二大科学进展。 
    iPS细胞具有和胚胎干细胞类似的功能,却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍,成为干细胞研究的热点领域之一,近两年来有关进展不断。 
    2008年4月,美国加利福尼亚大学科学家报告称,他们将实验鼠皮肤细胞改造成iPS细胞,然后成功使其分化成心肌细胞、血管平滑肌细胞及造血细胞。 
    2009年2月,日本东京大学科学家宣布,成功利用人类皮肤细胞制成的iPS细胞培育出血小板,而且从技术上说用iPS细胞培育人类红细胞和白细胞都是可能的;紧接着,日本庆应大学科学家又宣布,成功用实验鼠的iPS细胞培育出鼠角膜上皮细胞。 
    2009年3月伊始,iPS细胞研究便相继迎来两项重大突破。英国和加拿大科学家发现了不借助病毒、安全将普通皮肤细胞转化为iPS细胞的方法;美国科学家则在《细胞》杂志上宣布,他们可以将iPS细胞中因转化需要而植入的有害基因移除,且保证由此获得的神经元细胞的基本功能不受影响。 
    2009年7月,iPS细胞研究在临床应用道路上又迈出非常重要的一步。据英国《自然》杂志网站23日报道,中国科学家周琪和高绍荣等人利用iPS细胞克隆出活体实验鼠,首次证明iPS细胞与胚胎干细胞一样具有全能性。该成果让人们看到了iPS细胞具有实用性。
    人们完全可以期待,在一系列危险和潜在危险被一一规避后,尚处在实验室阶段的iPS细胞研究,将能很快应用于人类疾病的临床治疗。

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