科学家们在基因组调控中心（CRG）和其他机构的合作下，发表了一项研究成果，详细介绍了一种加速从小鼠神经前体细胞中生成女性诱导多能干细胞（iPSCs）的新方法。这一方法有望改善针对两条X染色体人群的疾病建模和药物测试。研究结果发表在《Science Advances》期刊，论文标题为《The Interferon-γ Pathway Enhances Pluripotency and X-Chromosome Reactivation in iPSC Reprogramming》。
快速生成iPSCs的方法至关重要，因为它们对于研究疾病机制、开发新疗法以及再生医学具有重要价值。目前，将特化的成年细胞（如皮肤细胞）重新编程为多能状态的过程既繁琐又耗时，需要同时“激活多能性网络”和“抹除体细胞状态的表观遗传记忆”。
然而，研究人员发现，通过使用体内的一种蛋白质，或许可以更快地生成iPSCs。根据《Science Advances》论文，研究人员发现，通过在小鼠神经前体细胞培养中添加干扰素-γ（IFNγ），可以将重编程时间缩短整整一天。这个发现令人惊讶，因为IFNγ通常用于体内对抗病毒感染的反应中。这项研究是首次证明其在细胞重编程中也能发挥作用。
IFNγ在感染中的机制可能解释了其在细胞重编程中的作用。CRG研究员、论文第一作者梅赛德斯·巴雷罗（Mercedes Barrero）博士表示：“干扰素-γ可以通过打开DNA并快速激活基因表达，帮助细胞应对病毒感染。一种可能的解释是，通过像打开蛤蜊一样打开DNA，它暴露了某些基因，使其更容易被重编程，加速了细胞向干细胞的转化。”
具体而言，IFNγ处理“刺激了STAT3信号传导和多能性网络，并导致增强的TET介导的DNA去甲基化，从而促进了X染色体再激活。”在女性iPSCs中，激活两条X染色体是高质量干细胞的标志。成年女性细胞通常有一条休眠的X染色体，以避免同时产生两条活跃X染色体的基因产物。
研究的高级作者、CRG研究员伯纳德·佩耶尔（Bernhard Payer）博士解释道，添加IFNγ使小鼠细胞在重编程早期的X染色体再激活效率提高了两倍。他进一步指出，“虽然生成的iPSCs质量相同，但我们怀疑在人类干细胞中可能会有所不同，且这种病毒防御蛋白可能在提高人类女性干细胞系质量方面发挥重要作用。”
研究女性iPSCs对于理解与X染色体相关的遗传疾病非常有帮助。它们可以用来创建更准确的疾病模型或测试不同疗法的有效性和安全性，甚至可以用于生长组织和器官进行移植。佩耶尔说：“个性化的女性医学需要高质量的女性干细胞系，否则‘实验性疗法可能会失败。’我们的研究成果是迈向生产高质量女性iPSCs的重要一步。”
参考文献：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj8862
编辑：王洪
排版：李丽
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