相对简单的重编程程序推动了iPS细胞研究领域的广泛开展。然而从这一技术诞生伊始,研究者们就担忧低门槛和极其激烈的竞争意味着可能无法获得严格的标准。“迫于发表论文的压力,很多的研究人员并没有认真地确定细胞的特性,”Kriegstein说。
Kriegstein指出在去年11月由加州大学圣地亚哥分校的AlyssonMuotri领导的研究小组发表的一篇论文中,作者们获得了来自单基因突变的雷特氏综合症(RettSyndrome)患者的衍生iPS细胞,并证实这些iPS细胞能够分化为神经元。这些神经元一开始表达神经“前体细胞”的特异基因,表达的基因随即参与了神经元信号。这些来自雷特氏综合症患者的神经元比正常**的神经元要小,并且都存在信号缺陷。然而Kriegstein认为这些分子特征还不足以表明形成了何种神经元,它们代表的是**神经系统的哪部分,以及如何将其与大脑中异常过程联系起来。“有可能报道的异常与预期的**有关,”Kriegstein说:“但是我仍然惊讶于一些研究报道大部分的神经发育及神经变性**都是在发育过程中的某些特异时间段影响了特异的神经细胞群。”
Muotri则称他的研究小组对于神经元的分析是非常深入的。电生理检测显示这些细胞能够启动动作电位,并发挥功能。他还指出几乎所有大脑中的神经元都表达这一基因,他并不希望将研究局限在雷特氏综合症相关的区域,因为从培养的神经元获得的结果显示这些分子机制破坏了控制行为的神经通路。“当我们在培养物中发现这一细胞表型时,我们知道我们进入了对这一复杂事物另一层面的了解,”Muotri说。
5.建模困难
目前研究人员正在努力地用患者特异性的iPS细胞构建各种已知**模型,然而在某些时候,研究者也不禁质疑我们能从这些**模型中获得什么?其中*大的争议集中在复杂的神经精神及行为学**上:重编程细胞能够真实地模拟精神分裂症或孤独症等**吗?哪一些因素以复杂的方式影响了大脑及其行为?“我曾经询问临床医生如果我们能够获得来自智力发育迟缓的患者的iPS细胞,那么你将如何在培养皿中测定神经元的IQ?”莱顿大学医学中心发育生物学家ChristineMummery说。
从事这些建模研究的科学家们仍坚持他们的工作是有意义的。在今年4月,来自萨克研究所的FredGage及同事报道说,他们利用来自精神分裂症的患者的皮肤细胞生成了神经元,并证实抗精神病**洛沙平能够修复这些神经元与正常神经元的的差异。和Muotri一样,Gage认为这些模型可用于揭示精神分裂症中遗传因子影响神经元功能的机制。“虽然我们不能检测这些患者的行为,但我们可以检测这些神经元的活性。我们的目标就是要找到这些行为表型相关的细胞和分子过程,”Gage说。
在iPS细胞研究的另一个热点领域——衰老**研究也出现了一些问题:许多的**只累及成熟细胞,因此有可能与iPS细胞关联不大。Mummery说:“在帕金森氏症研究中,就存在这样的实际问题,你是否能获得足够成熟的神经元?对于研究人员而言生成目的细胞类型并不容易,而促使这些细胞成熟也是一个非常大的技术障碍。”
但也有一些研究人员认为即使是一些“年轻”细胞也显示了与衰老**相关性状。斯坦福大学的Renee ReijoPera曾成功生成来自google创始人Sergey Brin的母亲Genia Brin的iPS细胞。GeniaBrin是一位帕金森氏症患者。ReijoPera证实相对于健康的人,患者来源的iPS细胞一旦分化为神经元,这些细胞就会分泌多巴胺,且对诱导细胞死亡的化合物更为敏感。“我们构建的似乎*好的帕金森氏症**模型,”ReijoPera说。
许多的iPS细胞研究人员认为这一领域所显示的一些缺陷同时也是它走向成熟的一个标志。这些问题与许多生物医药领域在走入临床应用过程中所面对的问题没有什么不同。“一开始人们就处于自我陶醉中,每个人都认为iPS细胞是万能的,可以非常容易地用于**一切**,”Meissner说:“事实上并非每个人都能一夜之间成为干细胞生物学家。这只是真实地验证了事情并像我们原来想象的那么简单而已。”