華聯: 基因芯片應用于干細胞研究
2012年諾貝爾生理醫學獎10月8日揭曉，頒發給英國John B. Gurdon與日本山中伸彌。前者為「細胞核移植」的先驅并證明了細胞的分化是可逆的;后者則是以簡單的方法將已分化的成熟體細胞重新編程 (reprogram) 為多功能干細胞(iPS)�；蚓谶@場干細胞研究的盛會上也未缺席，北京大學鄧宏魁教授發表在 Cell Stem Cell 及 Cell Research的兩篇論文分別使用了華聯HOA及MOA芯片，驗證一些可增進細胞重新編程的因子，讓 iPS 細胞的制造更加安全有效率。
更有效率的 iPS 細胞制造
北京大學鄧宏魁教授等人篩選許多可能增進細胞重新編程效率的候選因子。在以Oct4、Sox2、Klf4 和 c-myc誘發人類皮膚纖維母細胞轉化 iPS 細胞的實驗中，另外加入其他因子的表現，結果發現 p53 siRNA 與 Utf1可以幫助AP-positive colonies 的生成。若同時加入 p53 siRNA 與 Utf1 的表現，增加效率達 200倍(圖一A)。他們發現其中一些 colonies 并不具有多功能分化能力，因此將這些 colonies依據是否與人類胚胎干細胞具有相似細胞形態的特征，計算生成的 iPS細胞數量(圖一C~E)。(a)為total_colonies，(b)為highly AP-positive colonies，(c)為iPScolonies。結果證明同時加入 p53 siRNA 與 Utf1 的表現 (4PU)，明顯地增加iPS細胞生成數量(圖一Cc)。
接下來研究人員想要了解 p53 siRNA 與 Utf1是否可以取代 Oct4、Sox2、Klf4 和 c-myc4種reprogramming factor的作用。利用消去法分別將其中一種轉錄因子移除，結果發現Oct4、Sox2、Klf4是不可取代的，只有移除 c-myc 的表現可以生成 iPS 細胞(圖一Dc)。更進一步的實驗證明，單只加入 Utf1 就可以取代 c-myconcogene(圖一Ec) 在細胞重新編程過程中所扮演的角色。
鄧教授之研究團隊使用華聯生技Human OneArray®芯片分析這些重新編程所生成的 iPS細胞、人類胚胎干細胞 (hESCs) 以及體細胞的gene expression profile，更進一步證明了iPS 細胞與胚胎干細胞有相似的 global gene expression profile (圖二)。
后續有科學家發現，加上一些類似藥物的小分子，能增進重新編程的效率，某些小分子甚至可以取代部分iPS細胞制造所需的轉錄因子基因的作用。例如，一個叫做616452的transforminggrowth factor (TGF)-β inhibitor 能夠取代Sox2 基因的功能。鄧宏魁教授的研究團隊想要知道，是否所有外源性(exogenous) 的干細胞轉錄因子都可以由這些新的小分子所取代，而達到完全以化學的方法制造 iPS 細胞的目的。
下載閱讀全文
