加速干细胞疗法的基因表达分析技术

　　最近，美国国立卫生研究院（NIH）的研究人员开发出一种技术，将加快干细胞衍生组织的生产。

　　这种方法可同时测量多个基因的表达，使科学家们能够根据细胞的功能和发育阶段，快速地描述细胞。该技术将帮助研究人员使用患者的皮肤，再生视网膜色素上皮细胞（RPE，眼睛后面的一种组织，在几种致盲眼疾中受影响）。这种技术还将帮助科学家为个性化治疗找到药物。

　　NIH国家眼科研究所（NEI）眼睛和干细胞转化研究部门的Kapil Bharti博士指出：“我们对细胞和组织的鉴定能力，已经限制了干细胞疗法的发展进步。这种检测方法扩展了这种能力，并简化了这个过程。”相关研究结果发表在最近一期的美国科学杂志《Stem Cells Translational Medicine》。

　　RPE是一层与视网膜相邻的细胞，通常被称为视杆细胞和视锥细胞的光感受器位于那里。RPE支持光感受器的功能。几种疾病可引起RPE破裂，进而导致感光细胞和视力的丧失。

　　Bharti博士用以制造RPE的干细胞是诱导多能（iPS）干细胞，是通过将成熟细胞恢复到未成熟状态（类似于胚胎干细胞）而产生的。iPS细胞可以来自于患者的皮肤或血液细胞，被诱导为其他细胞类型（例如神经元或肌肉），从理论上说，这些细胞重新植入后不会引起免疫排斥反应。

　　为了验明由iPS细胞制成的RPE的“正身”，科学家们用显微镜来确保组织看起来像RPE，用生理学试验来确保组织的行为像RPE。他们还利用一种称为定量RT-PCR的技术来测量某些基因的表达，这些基因指示正在进行中的细胞发育和功能。例如，iPS细胞中SOX2基因的表达高于成熟RPE。

　　但是，定量RT-PCR只允许同时测量每个样本中的几个基因。Bharti博士与NIH国家推进转化科学中心（NCATS）的Marc Ferrer博士联手，开发出一种多重检测方法，这种方法可以一种高度自动化的方式，同时检测每个RPE样本中的多个基因。该方法基于 Affymetrix生物科技公司的市售平台。在试验中，研究人员将微小的DNA片段拴到微珠上，用来捕获当RPE样品中细胞表达基因时所产生的RNA分子。一旦被捕获，来自不同基因的RNA就被贴以荧光标记。

　　研究人员首先利用来自皮肤活检的细胞，产生了iPS衍生的RPE，然后检测了8个基因的表达，这些基因是发育、功能和疾病的标记。他们利用定量 RT-PCR一次一个地检测了每个基因的RNA水平，然后利用多重检测同时测量了多个基因。当进行对比时，这两种检测的结果具有相关性。

　　然后，研究人员利用多重检测，对iPS衍生RPE 、iPS细胞和从眼睛培养的RPE细胞的基因表达，进行了比较。与iPS细胞相比，iPS衍生RPE表达较低水平的SOX2和较高水平的RPE特异性基因 PAX6、RPE65、RDH5、TRPM1和BEST1。与培养的RPE相比，iPS衍生RPE表达较高水平的SOX2和PAX6——两种发育标记，但是表达较低水平的RPE特异性基因，表明一种相对不成熟的状态。

　　Bharti博士指出：“这份报告演示的原理证明表明，可以利用一种完全自动的高通量检测方法，测量iPS衍生RPE中的相关基因表达变化。一旦有了这种检测方法，研究人员的成本可以减半，可用较少的细胞和较小的溶液体积，增加产出。”

　　Bharti博士及其NEI的同事，正在与纽约干细胞基金会合作，从老年性黄斑变性（AMD，老年人视力丧失的最常见原因）患者和其他罕见遗传性眼疾患者中产生iPS细胞系。通过一个中央存储库，这些iPS细胞系可被用于整个科学界。Bharti博士将从这些细胞系中产生RPE来研究AMD。