Cell Stem Cell:线粒体DNA突变影响iPS细胞治疗
发表在4月14日的Cell Stem Cell杂志的研究发现,随着年龄增长,基因突变会在线粒体中产生积累。这一发现会对诱导多能干细胞(iPS细胞)的应用产生影响。iPS细胞来源于皮肤细胞,可被用于修复损坏的组织和器官。但是如果iPS细胞来源于老年患者,可能会含有突变的线粒体DNA,而这会削弱iPS细胞的治疗价值。
所以,我们要对用于治疗的iPS细胞系进行基因突变的检测。研究的共同第一作者,俄勒冈健康与科学大学胚胎细胞与基因治疗中心主任Shoukhrat Mitalipov表示。
“人们通常会检测核基因组的突变,”Huang表示,而如果需要在人体应用iPS细胞,就需要检测线粒体基因组的突变。
线粒体DNA包括满足基本需要的基因,比如,为细胞供能的基因。细胞会储存两套核DNA,但线粒体DNA却会有上千份拷贝。这些拷贝会包含健康的线粒体DNA,也会包含突变的DNA。
“我们称之为雀斑,”Huang说,“每个细胞是不同的,即使是两个相邻细胞突变位点和突变程度也是不同的。”
这些突变会在iPS细胞中被复制。对iPS细胞系进行基因检测,传统的Sanger测序没有二代测序灵敏,低于20%的突变会被系统漏掉。而iPS细胞中很容易有低于20%的突变,这样很容易被隐藏起来。
研究者通常会由病人的单个细胞扩增而成iPS细胞系,所以每个细胞都会包含相同的线粒体DNA突变。所以,Mitalipov和Huang在研究中对10个iPS细胞克隆进行了测序,以研究线粒体DNA突变率。
研究者从患者的血液和皮肤中获取了样品,患者年龄在24~72岁之间。当他们测试样品的线粒体DNA突变时,突变率并不高。但是他们发现iPS细胞系线粒体DNA突变率较高,尤其是60岁以上人群。线粒体所承载的突变DNA越多,细胞功能退化就越多。
因为每个iPS细胞系都由不同的细胞产生,所以每个细胞系可能含有不同类型的线粒体DNA突变。为了选择受损害最少的细胞系,作者建议对每个病人测试不同的细胞系。线粒体基因组相对较小,仅仅包含37个基因,所以利用二代测序技术进行筛选尤为合适。
《医学科学报》 (第63期 第10版 国际期刊), 百拇医药