PLoS ONE:将人真皮成纤维细胞直接诱导为成软骨细胞（附原文）

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PLoS ONE:将人真皮成纤维细胞直接诱导为成软骨细胞$ u( s: `! {" a+ d. J; y
时间：2013-10-18 09:33:11 来源：生物无忧 作者：davidtower 2 Q/ g  _0 {8 N0 H" l
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        在一项新的研究中，来自日本京都大学iPS细胞研究与应用中心的Noriyuki Tsumaki教授和他的研究团队成功地将人真皮成纤维细胞直接转化为诱导性成软骨细胞(induced chondrogenic cell, iChon细胞)，而不需经过直接重编程过程中的诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPS细胞)阶段。相关研究发现于2013年10月16日发表在PLoS ONE期刊上，论文标题为“Direct Induction of Chondrogenic Cells from Human Dermal Fibroblast Culture by Defined Factors”。
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        关节软骨是由软骨细胞和以II型胶原蛋白、IX型胶原蛋白、XI型胶原蛋白和聚集蛋白聚糖(aggrecan)形式呈现的胞外基质组成的，发挥着确保关节平滑运送和吸收冲击的作用。软骨没有再生的能力，而且会因损伤、衰老和其他因素而逐渐丧失。8 G: [0 A. S7 X3 o% ]
        正常的关节软骨是由透明软骨(hyaline cartilage)组成的，但是当透明软骨丢失时，它部分上被纤维软骨(fibrous cartilage)替换。纤维软骨产生I型胶原蛋白，而丧失了软骨特异性的胞外基质结构。为了恢复软骨功能，这就意味着必需制备高纯度的不含纤维软骨的透明软骨并将它们移植到已丧失软骨的位点，或者在原位上将纤维软骨转化为透明软骨。
5 c& }( K% ~% f8 U" }2 `( ?8 F        一种制造软骨的可能方法是诱导iPS细胞产生软骨。或者，如果可能的话，直接将成纤维细胞转化为软骨细胞而不经过iPS细胞阶段，这样就可能比基于iPS细胞的方法在更短时间内产生软骨细胞。0 y: A) t$ l3 e, E9 O
        2011年，Tsumaki教授和他的研究团队已报道，通过将两种重编程因子c-MYC和KLF4以及一种软骨因子SOX9插入到小鼠真皮成纤维细胞中，他们直接将这些细胞重编程为诱导性成软骨细胞而不需经过iPS细胞阶段。在当前的这项研究中，他的研究团队证实通过将同样的三种因子c-MYC、KLF4和SOX9插入到人真皮皮成纤维细胞中，直接产生iChon细胞也是可行的。这些iChon细胞丧失了成纤维细胞特异性的基因表达谱，相反地表现出软骨细胞的基因表达谱。此外，当将这些iChon细胞移植到免疫缺陷小鼠体内时，它们产生透明软骨组织，而且在移植3个月后，没有观察到畸胎瘤或其他肿瘤形成。
0 x) g# i8 L0 W* b& O4 x& [5 ^        这项研究证实将人成纤维细胞直接重编程为软骨细胞是可行的。但是因为这种研究中所开发出的方法使用了c-MYC---它被认为在肿瘤形成中发挥着主要作用，也因为它利用一种逆转录病毒来导入这些因子，所以它不可能在没有修饰的情形下就用于人体治疗。$ E1 S( Z) |* H0 U% M! n
        为了产生用于软骨再生的软骨细胞，研究人员也可选择使用iPS细胞库，然而，使用iPS细胞库会涉及异基因移植而不是自体移植，而这需要考虑排斥反应和其他风险。
' e* x6 R! ?* O0 B        直接重编程的另一个应用是在体内直接将纤维软骨转化为透明软骨。为此，科学家们将需要开发出一种在软骨组织周围诱导局部重编程的技术，该技术不应是基因转导，而应使用诸如加入化学化合物之类的方法。$ W" G1 E% u/ Q& K
        研究人员希望这项研究中开发出的技术将代表着一种供应高纯度的用于软骨再生的软骨细胞的选择，而且它也有助阐明软骨相关疾病的病理学特征。9 s2 t  N6 ~' H+ H+ j
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参照阅读:
$ M4 p7 z+ V: d- z( P    Direct induction of chondrogenic cells from human dermal fibroblast culture by defined factors
/ }0 `& ?5 r# D; @" V% B5 h原始论文:8 a/ }$ P7 s' ^
    Direct Induction of Chondrogenic Cells from Human Dermal Fibroblast Culture by Defined Factors, PLoS ONE, DOI:10.1371/journal.pone.0077365

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