北京
來源：科技日報(bào)
科技日報(bào)記者 張夢然
日本大阪公立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》發(fā)表最新成果，宣布成功建立從犬類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）中生成紅細(xì)胞樣細(xì)胞的技術(shù)體系。這項(xiàng)突破性進(jìn)展為人類異種輸血研究及獸醫(yī)臨床血庫建設(shè)提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)平臺，相關(guān)技術(shù)已通過CRISPR-Cas9基因編輯實(shí)現(xiàn)分化過程的實(shí)時(shí)可視化監(jiān)測。
人類紅細(xì)胞面臨供體短缺與供受者相容性限制的雙重壓力，尤其在創(chuàng)傷、手術(shù)和產(chǎn)后出血等急性失血場景中矛盾尤為突出。正因如此，利用動物紅細(xì)胞作為異種輸血儲備來源，已成為全球輸血醫(yī)學(xué)的重要探索方向：豬紅細(xì)胞因供應(yīng)充足且與人類紅細(xì)胞功能相似，被視為最具潛力的替代源之一，但豬紅細(xì)胞表面存在異種抗原，進(jìn)入人體后會引發(fā)急性溶血反應(yīng)，必須通過基因編輯敲除主要異種抗原等才能真正走向臨床。而犬類凝血機(jī)制與人類高度相似，其iPSC分化體系不僅有望緩解獸醫(yī)臨床血源匱乏，更能作為理想的異種輸血中試平臺，加速人工血液產(chǎn)品的研發(fā)與評估。
不過，盡管iPSC技術(shù)在人類血液再生領(lǐng)域已取得顯著進(jìn)展，但針對犬類的紅細(xì)胞定向分化方案始終未能完善。
與此同時(shí)，目前全球獸醫(yī)醫(yī)療體系也普遍缺乏標(biāo)準(zhǔn)化血庫系統(tǒng)，犬只輸血完全依賴健康犬只捐獻(xiàn)。由于犬類存在十余種血型系統(tǒng)，配型困難導(dǎo)致臨床用血長期緊張。
此次研究中，科研團(tuán)隊(duì)采用與常羽生物公司聯(lián)合開發(fā)的犬源iPSC，通過模擬體內(nèi)造血微環(huán)境的三維培養(yǎng)體系，成功誘導(dǎo)細(xì)胞形成造血干細(xì)胞前體，并最終獲得表達(dá)血紅蛋白的紅細(xì)胞樣細(xì)胞。
為精準(zhǔn)追蹤分化進(jìn)程，研究團(tuán)隊(duì)對糖蛋白A（GYPA）基因進(jìn)行編輯，構(gòu)建出表達(dá)綠色熒光蛋白的報(bào)告系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在優(yōu)化后的培養(yǎng)條件下，超過96%的靶細(xì)胞可穩(wěn)定表達(dá)GYPA標(biāo)記物。這種實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)不僅驗(yàn)證了分化路徑的有效性，更為后續(xù)工藝優(yōu)化提供了量化依據(jù)。不過當(dāng)前生成的細(xì)胞仍存在成熟度缺陷，僅有約3%的細(xì)胞完成脫核過程——這是哺乳動物成熟紅細(xì)胞喪失細(xì)胞核的關(guān)鍵生理特征。
該研究負(fù)責(zé)人指出，現(xiàn)階段細(xì)胞產(chǎn)物尚未達(dá)到臨床輸血標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)研究將著重解決細(xì)胞脫核效率及功能驗(yàn)證問題。
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