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1种技术，加速干细胞疗法的基因表达分析技术，将加快干细胞衍生组织的生产。

文献来源：AMultiplexHigh-ThroughputGeneExpressionAssaytoSimultaneouslyDetectDiseaseandFunctionalMarkersinInducedPluripotentStemCell-DerivedRetinalPigmentEpithelium.

这类方法可同时丈量多个基因的表达，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1种组织，在几种致瞎眼疾中受影响）。这类技术还将帮助科学家为个性化医治找到药物。

NIH国家眼科研究所（NEI）眼睛和干细胞转化研究部门的KapilBharti博士指出：“我们对细胞和组织的鉴定能力，已限制了干细胞疗法的发展进步。这类检测方法扩大了这类能力，并简化了这个进程。”相干研究结果发表在最近1期的美国科学杂志《StemCellsTranslationalMedicine》。

RPE是1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。几种疾病可引发RPE破裂，进而致使感光细胞和视力的丧失。

Bharti博士用以制造RPE的干细胞是引诱多能（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，被引诱为其他细胞类型（例如神经元或肌肉），加速干细胞疗法的基因表达分析技术，从理论上说，这些细胞重新植入后不会引发免疫排挤反应。

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，用生理学实验来确保组织的行动像RPE。他们还利用1种称为定量RT-PCR的技术来丈量某些基因的表达，这些基因唆使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只允许同时丈量每个样本中的几个基因。Bharti博士与NIH国家推动转化科学中心（NCATS）的MarcFerrer博士联手，开发出1种多重检测方法，这类方法可以1种高度自动化的方式，同时检测每一个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。在实验中，研究人员将微小的DNA片断拴到微珠上，用来捕获当RPE样品中细胞表达基因时所产生的RNA分子。1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-PCR1次1个地检测了每一个基因的RNA水平，然后利用多重检测同时丈量了多个基因。当进行对照时，这两种检测的结果具有相干性。

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1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1种完全自动的高通量检测方法，丈量iPS衍生RPE中的相干基因表达变化。1旦有了这类检测方法，研究人员的本钱可以减半，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，加速干细胞疗法的基因表达分析技术，老年人视力丧失的最多见缘由）患者和其他罕见遗传性眼疾患者中产生iPS细胞系。通过1个中央存储库，这些iPS细胞系可被用于全部科学界。Bharti博士将从这些细胞系中产生RPE来研究AMD。