幹細胞來點維生素

環球科學           (2010-04-21 17:02:49)



    維生素C大大提高了誘導多能幹細胞的「產量」

     撰文/卡里納·斯托爾斯（Carina Storrs）

    2007年，一項將人類成體細胞 （adult cell）轉變為幹細胞（stem cell）的技術新發現讓人興奮不已。但此後不久，在將這項技術實用化的過程中，人們卻屢遭挫敗。在製造誘導多能幹細胞（induced pluripotent stem cell，即iPS細胞）時，科學家一般只能使樣品中0.01%的人體成纖維細胞（fibroblast cell，即皮膚細胞）發生轉變。

    中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院裴端卿領導的一個課題組發現，一種普通藥品就能將轉變有效率提升100倍——這種藥品就是維生素C。

    研究人員一般利用病毒將基因或蛋白質導入成體細胞，觸發它們向誘導多能幹細胞轉變。一旦擁有多能性（pluripotent），這些細胞就具備了變成身體中任何一種細胞的潛能，為修復損壞的器官和治療疾病帶來了希望。但是，科學家仍須找到更理想的誘導多能幹細胞製作方法。裴端卿說：「提升細胞的轉變率和實用性，從而讓更多科學界同仁參與這些細胞的研究，需要全世界的共同努力。」

    裴端卿和他的課題組意識到，誘導細胞多能化的那些因素可以讓細胞產生名為活性氧（reactive oxygen species，ROS）的自由基（free radical）——這一點成了他們開始這項研究的出發點。「高濃度的活性氧對成纖維細胞來說是件很糟糕的事情，」裴端卿說，因為它會加速細胞死亡。為了對抗活性氧，他的課題組嘗試在細胞的生長介質中添加各種抗氧化劑。該課題組通過老鼠細胞實驗發現，有維生素C的培養皿中成活的鼠細胞比沒有維生素C的培養皿中多30%，說明這種抗氧化劑可以抵禦細胞衰老。

    更令人稱奇的是，維生素C不僅可以提高細胞存活率，還能促進它們的多能化轉變。14天後，當細胞完成轉變開始具有完整多能性時，添加了維生素C的老鼠細胞中有10%~20%表達了與多能性有關的基因；沒有添加維生素C的老鼠細胞中，這一比例僅為0.1%~0.2%。這個課題組在人類成纖維細胞的重編程（reprogramming）過程中也發現了相似的效應，在這個實驗中，維生素C將轉變率從0.01%提升到了1%。

    這些科學家將這一發現發表在2009年12月24日的《細胞·幹細胞》（Cell Stem Cell）雜誌上。他們還測試了其他抗氧化劑，但沒有一種能像維生素C那樣顯著促進多能化進程。這讓裴端卿相信，維生素C中除了抗氧化性以外，必定還有其他未知的機制在起作用。而且，儘管仍待更深入的分析，但加點維生素C似乎不會讓細胞發生負面變化。

     「總的來說，我認為這項進展令人印象深刻，」美國哈佛大學醫學院分子神經生物學實驗室主任金光洙（Kwang-Soo Kim，音譯）評價道。雖然1%的比例看似不起眼，但它已經足以帶動該領域的跨越式發展。「我們沒必要把轉變率提高到50%，」金光洙說，「只要每次都能產生足夠數量的誘導多能幹細胞系就行了。」          （譯/蔣青  校/虞駿）