Cell：地將成熟羊水細胞直接轉化為內皮細胞

來自美國威爾康乃爾醫學院的一個研究團隊發現一種方法：利用羊膜穿刺術（amniocentesis）取得的診斷性的產前羊水細胞，對它們重編程為數量充足的和穩定的內皮細胞，而且所產生的內皮細胞能夠再生受損的血管和修復受損的器官。

在這項研究中，研究人員發現，這些羊水細胞經過三種基因處理之后能夠被快速地重編程為上百萬個內皮細胞---位于整個循環系統內膜上的細胞。這些新的內皮細胞能夠像血液一樣被冷凍和儲存。需要修復血管的病人將能夠通過簡單注射來接受這些內皮細胞。

論文通訊作者Shahin Rafii博士說，如果在未來的研究中得到證實的話，這種新的療發可能顯著性改善對與受損血管系統相關聯的疾病（包括心臟病、中風、諸如肺氣腫之類的肺病、糖尿病和創傷）的治療。

當前，還沒有治療患有血管疾病的病人的方法。這些疾病的共同特征就是血管功能障礙，特別是作為血管構建單元的內皮細胞發生功能故障。Rafii博士之前開展過一系列轉化研究來證實血管中的內皮細胞產生主動地參與器官維護、修復和再生的生長因子。他說，盡管受損的血管不能修復它們利用血液來滋養的器官，但是灌注新的內皮細胞可能能夠修復。

論文共同作者Sina Rabbany博士說，“移植正常的正確設計的內皮細胞培養物來替換功能障礙的內皮細胞可能潛在地為很多病人提供一種新的療法。為了構建出臨床上重要的組織，內皮細胞能夠被組裝到孔狀的三維骨架中，并且一旦被注入病人的受損器官中，它們可能能夠形成真正的血管。”

論文*作者Michael Ginsberg博士在之前的研究中發現羊水細胞是細胞重編程的“金鳳花（Goldilocks）”。他說，羊水細胞提供恰到好處的條件來產生內皮細胞。

但是為了作出這種發現，研究人員不得不知道如何重編程羊水細胞。為此，他們尋找胚胎干細胞用來分化為內皮細胞的基因。Rafii博士研究團隊鑒定出三種在血管發育期間表達的基因：ETV2、FLI1和ERG1。這三種基因都是E26（E-twenty six, ETS）轉錄因子家族的成員，而且已知這個蛋白家族調節細胞分化，特別是血管形成。

接下來，他們使用基因轉移技術來插入這三種基因到成熟的羊水細胞中，然后在一段短暫的關鍵時期之后，利用一種特異性的分子抑制劑來關閉其中的一種基因。引人注目的是，20%的這些羊水細胞有效地被重編程為內皮細胞。Rafii博士說，“這是一個大的成就。這是因為當前的重編程成體細胞的策略只有不到1%的羊水細胞成功地被重編程內皮細胞。”

Ginsberg博士說，“這些轉錄因子并不導致癌癥產生，而且利用人羊水細胞經重編程后產生的內皮細胞不是致癌性的，而且在未來被灌注到病人體內中可能具有較大的安全性。”

作為這項研究的一部分，研究人員還證實通過將人羊水細胞重編程為內皮細胞后，內皮細胞被移植到小鼠受損肝臟中而能夠形成穩定的、正常的和功能性的血管。Ginsberg博士說，“我們證實這些移植的內皮細胞能夠產生*的生長因子來促進肝細胞再生。”

這項技術的新穎之處在于利用10個羊水細胞，研究人員在幾周之內培養出6百萬多個新的真正的內皮細胞。當把這些細胞被注射到小鼠中時，它們中的大多數能夠再生血管。令人關注的是，這些細胞在肝臟中產生新的血管，同時產生合適的生長因子而能夠潛在性地再生和修復受損的器官。

這些發現提示著其他的轉錄因子可能被用來將羊水細胞重編程為很多其他的組織特異性的細胞，如組成肌肉、大腦、胰島和身體其他部分的細胞.

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