最近,研究人员利用患者来源的干细胞——称为诱导多能干细胞(iPSC),研究遗传性肺/肝疾病——称为α-1抗胰蛋白酶(AAT)缺乏症,他们首次制备了一个疾病标签,可能有助于解释异常蛋白是如何导致肝脏疾病的。
相关研究结果发表在四月二日的Cell子刊《Stem Cell Reports》。该研究还发现,与正常iPSCs来源的肝细胞相比,来源于AAT缺乏iPSCs的的肝细胞,对引起肝毒性的药物更加敏感。这一发现最终可能为这类疾病带来新的治疗方法。
iPSC来自于捐献的成人皮肤或血细胞(具有四个激活的基因),被重编程回到胚胎干细胞样状态。像胚胎干细胞一样,iPSC可以分化成体内任何类型的细胞,但它们不需要使用胚胎。α-1抗胰蛋白酶缺乏是肝脏和肺部疾病一种常见的遗传原因,这类疾病影响着全球约340万人。
多年来,波士顿大学再生医学中心(CREM)和波士顿医学中心(BMC)的研究人员,一直与费城儿童医院的Paul Gadue博士及其团队合作,制备有/无AAT缺乏症的患者来源的iPSC。然后,他们在体外将这些细胞暴露于某些生长因子,在一个模拟胚胎发育的过程中,使它们转换成肝样细胞。随后,研究人员研究了这些“iPSC肝细胞”,并发现病变细胞分泌AAT蛋白的速度,比正常细胞更慢。这一发现表明,当疾病在患者身上发生时,iPSC疾病模型概括了疾病的一个重要方面。AAT缺乏症是由一个DNA碱基突变造成的。将这个单碱基纠正到正常顺序,可修复异常的分泌。
本文第一作者、波士顿大学医学院助理教授Andrew A. Wilson解释说:“我们发现,与病变的亲本细胞(除了这个DNA碱基,其他基因相同)相比,这些修正后的细胞具有正常分泌动力学。”
他们还发现,与来自正常个体的细胞相比,病变的(AAT缺乏)iPSC肝细胞对某些药物更敏感(毒性增加)。Wilson说:“这很重要,因为它表明,真正患有这种疾病的患者肝脏,可能同样也更敏感。”
根据Wilson介绍,有些患者往往根据他们的医生建议避免使用这类药物,这些建议并不是根据坚实的科学证据。他补充道:“现在,可以用这种方法来产生这样的证据,以指导临床决策。”
研究人员认为,使用患者来源干细胞的研究,将使他们能够更好地了解AAT缺乏症患者如何发展为肝脏疾病。Wilson表示:“我们希望,从这些研究所获得的见解,在不久的将来会为受影响患者带来新的潜在疗法。”