诱导性干细胞取得令人振奋的进展
亨廷顿病患者的干细胞：正在成为研究人员的重要工具——现在已能在实验室中纠正亨廷顿病突变
对于患有因体内细胞死亡引起的疾病（如亨廷顿病）的患者来说，干细胞是令人非常兴奋的来源。但细节决定成败，实际利用这些强大的细胞来帮助亨廷顿病患者是一个复杂的问题。现在，两项新研究将干细胞作为研究工具向前推进，并证明在培养皿中的细胞中纠正导致亨廷顿病的突变是可能的。
干细胞知识回顾
所有人类都始于一个受精卵，它反复分裂形成成年人体内约 50 万亿个细胞。每个细胞都有其自身的特性——肌肉细胞的功能与皮肤细胞的功能截然不同，等等。每种细胞的特殊特性决定了该细胞可以执行的功能。
图片来源：《美国国家科学院院刊》
多年来，科学家们认为只有一种非常特殊的细胞——被称为 干细胞 ——能够分裂并产生我们体内不同类型的细胞。这些细胞最明显的来源是早期胚胎，它们通常在那里被发现。尽管这些“胚胎干细胞”功能极其强大——使科学家能够在实验室中培养出新的细胞，如脑细胞——但由于它们需要破坏胚胎，其使用在伦理和法律上都存在困难。
2006 年，当山中伸弥发现能够将 任何 成体细胞“重编程”为干细胞时，我们对干细胞的所有认知都改变了。突然之间，不再需要破坏胚胎来制造干细胞——我们只需取一小块皮肤样本，将皮肤中的细胞重编程为干细胞。一旦获得干细胞，科学家们已经相当擅长从干细胞中培养神经元、肌肉细胞以及其他在各种疾病中受损的关键细胞类型。
这些重编程的细胞被称为 诱导多能干细胞，或 iPS 细胞。
我们的干细胞入门指南之前回顾了亨廷顿病干细胞研究的兴奋点和困难。
亨廷顿病患者的干细胞
在一篇刚刚发表在略显奇特的期刊《细胞干细胞》上的论文中，一个科学家合作小组制造并研究了一组来自亨廷顿病患者的 诱导多能干细胞。研究人员好奇亨廷顿病患者的干细胞是否会与未携带突变的人的干细胞表现不同。
这组科学家观察了细胞在实验室中的行为。几十年的研究表明，亨廷顿病患者的细胞是异常的，但此前从未有人能够如此详细地研究干细胞，因为它们一直很难获得。
结果表明，从亨廷顿病患者体内创建的新干细胞系 确实 与从非亨廷顿病患者体内创建的干细胞表现不同。主要区别在于细胞如何开启和关闭基因以及它们如何产生能量。
这些细胞症状与科学家在其他携带亨廷顿病突变的细胞类型中观察到的结果大体一致，这表明这些新干细胞将成为一个非常有用的工具，用于理解突变如何改变细胞功能，最终导致亨廷顿病中的细胞早期死亡。
这有什么意义？亨廷顿病患者能从这些新细胞系中期待什么？亨廷顿病患者干细胞最重要的贡献是为研究该疾病的科学家提供了一个 模型。
想象一下，您是一家制药公司，相信您的新药将帮助细胞应对亨廷顿病突变并保持更长时间的健康。现在，多亏了这些新干细胞，您可以在由实际亨廷顿病患者制成的脑细胞中测试您的药物，而不是使用小鼠或蠕虫的细胞。希望这将提供更准确的结果——并帮助我们只在人体中测试真正有效的药物。
细胞替代？
对于许多研究人员和亨廷顿病患者来说，一个梦想是有一天我们能够用新细胞替代丢失的细胞——从而阻止，甚至可能逆转退行性疾病的症状。
培养新细胞以替代疾病中丢失的细胞被称为 细胞替代疗法，这也是干细胞备受关注的原因之一。一些研究人员认为，将干细胞移植到亨廷顿病患者大脑的受损部位，可以替代在疾病过程中死亡的细胞。
在细胞替代疗法奏效之前，需要克服重大的科学挑战。首先，我们应该将哪些细胞植入人脑？显然，我们希望用更多的脑细胞来替代垂死的脑细胞，而不是皮肤细胞或肌肉细胞。那么，我们从哪里获得更多的脑细胞，又如何确保它们与患者的基因“匹配”呢？
这正是这些新的“诱导”干细胞发挥作用的地方；我们首次可以理论上从亨廷顿病患者身上取皮肤样本，将细胞重编程为干细胞或神经元，然后将这些干细胞注射到患者自己的大脑中。如果成功，这将是一个绝佳的选择，因为这些细胞将与患者的基因完全匹配。
最近一项使用大鼠进行的实验表明，以这种方式注射的干细胞可以形成新的脑细胞，这些脑细胞似乎能整合到大脑中，并帮助大鼠从脑损伤中恢复。
纠正亨廷顿病突变
眼尖的读者可能已经注意到这里有一个问题——导致亨廷顿病的突变存在于我们身体的每个细胞中，包括我们的皮肤细胞以及我们从它们制造的任何干细胞。因此，即使我们成功解决了将干细胞输送到大脑的技术挑战，我们仍然会得到带有最初导致亨廷顿病相同突变的新神经元！
解决这个问题的理想方案是，我们能否在细胞培养皿中生长时，通过去除导致亨廷顿病的突变来“修复”亨廷顿病患者的干细胞。确实有一些非常新的技术可以做到这一点——我们之前介绍过一种技术，称为 锌指核酸酶。但这些技术是新生的，距离应用于亨廷顿病患者可能还有很多年。
由巴克老龄化研究所的 Lisa Ellerby 领导的一组科学家考虑了解决这个问题的另一种方法。对培养皿中生长的干细胞基因进行精确修改，比改变活人的 DNA 要容易得多。事实上，这个过程在世界各地的实验室中被常规用于制造用于生物学和医学研究的转基因小鼠。
Ellerby 的团队进行了一个非常简单的实验——他们给亨廷顿病患者的干细胞额外添加了一些 DNA，这些 DNA 指示细胞如何制造正常的而非突变的亨廷顿病基因。
这种程序的效率极低：在 500 万个经过处理的细胞中，只有 2 个细胞利用额外的 DNA 进行了适当的纠正。但通过使用发光标记物来标记那些实际进行了纠正的细胞，它们可以被分离并培养。
这个简单的基因技巧使 Ellerby 及其团队能够进行一系列惊人的比较。他们可以提出这样的问题：一个带有亨廷顿病突变的细胞与一个突变已被纠正的完全相同的细胞之间有什么区别？她的团队，像干细胞联盟一样，回顾了几十年来对细胞中亨廷顿病的研究，并调查了“修复”后的亨廷顿病细胞发生了什么。这项分析表明，亨廷顿病细胞中的一些异常可以通过修复亨廷顿病突变来纠正。
问题解决了吗？
这为研究亨廷顿病的科学家提供了重要信息。但它对于解决治疗问题可能同样重要：我们如何获得适合替代亨廷顿病中丢失细胞的新细胞？
回到这个问题，我们现在可以看到，理论上可以将亨廷顿病患者的皮肤细胞重编程为干细胞。然后，这些干细胞可以进行基因“纠正”，从其基因组中去除导致亨廷顿病的突变。理论上，植入这些基因修饰细胞将使新的神经元在患者大脑中生长，且不含亨廷顿病突变。
在 HDBuzz，我们对干细胞领域的这些进展速度以及亨廷顿病治疗的可能性感到高兴。但我们也认为，将这些显著突破发展为亨廷顿病治疗方法仍将是一个漫长而艰难的过程——事实上，比开发传统药物要困难得多。
将基因修饰细胞输送到活体患者的大脑中风险很高，必须非常谨慎地对待。在这种治疗方法大规模应用于人体之前，可能还需要进行多年的日益复杂的实验室试验。
然而，在更短的时间范围内，诱导多能干细胞的这些重要进展很可能成为理解亨廷顿病和简化药物开发过程的非常有用的工具。同时，作为治疗方法的干细胞正在亨廷顿病治疗方法开发流程中缓慢推进。随着其他时间框架较短的治疗方法进入试验阶段，开始开发这些长期但极具前景的技术至关重要。
