干细胞外泌体源头供货

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

干细胞回输的安全问题一直备受瞩目,尤其当部分人认知到干细胞是“活细胞”的时候,便产生了被鸠占鹊巢的“危机感”,他们开始担心:外源性干细胞是否会篡改我们自身的DNA

科学解释却有些出乎意料:事实上,异体干细胞不但不会篡改受体的DNA,甚至还对消除DNA隐患有正面效果......

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

民间故事里,经常出现因器官移植而性格大变的病人。这个现象虽然没有循证医学的证据支持,却足以让人浮想联翩。

究竟是器官细胞自带记忆?还是因为受体DNA被篡改?在一众猜测中,后者似乎更具话题度,毕竟DNA被篡改可不是小事,除却“剪不断,理还乱”的伦理问题,还会留下诸多疾病隐患。

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

电视剧《美好生活》中男主因更换心脏而改变性格,但现实中没有相关医学证据

这种质疑继而被联想到了干细胞技术上,其回输的并非传统药物,常常是异体的“活细胞“,就性质而言,的确和器官移植有些类似。疑问自然也就爆发了,同样集中在以下两点:

1、回输异体干细胞会篡改我的DNA吗?会遗传给下一代吗?

2、如果他人干细胞不够纯净,携带致病基因,我会患病吗?

接下来,我们将就这两个问题与大家依次讨论。

01

干细胞不是“危险分子”

你的DNA也没那么脆弱

在科幻电影中,DNA突变总是诞生“新物种”的契机,但事实上我们的基因并没有那么“善变”,其遵循的碱基互补配对原则就在很大程度上保证了DNA复制的准确性。

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

△双螺旋结构的DNA遵循碱基互补配对原则

就算偶尔冒出了几个失误,细胞内部也有检测机制(出错时会造成DNA构象结构变化)和与之相对的校正机制(DNA聚合酶的校正与识别突变),并不会“坐以待毙”。只有极个别“漏网之鱼”在引发功能障碍时才会出现遗传性疾病及癌症。

也就是说,体内DNA的复制很难成为疾病的根源,一些外部因素才是我们要关注的重点。

比如接触了X射线、电离辐射,或者食用过量亚硝酸、黄曲霉素都有可能损伤DNA,增加患病风险。

那么回归原本问题,外源干细胞也是篡改DNA的“危险分子”吗?

质疑往往是科学进步的催化剂,全欧洲最大的儿童肿瘤中心——玛西玛公主儿童肿瘤中心,在2021年就展开了相关研究[1]。

研究者们使用全基因组测序技术对9名接受干细胞移植患者的DNA进行了研究,他们将患者的干细胞DNA变化数量与健康捐赠者的血液干细胞DNA进行了比较。

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

人类造血干细胞移植相关的突变积累基本在健康基线范围内,证明干细胞移植不会增加DNA突变概率

结果如上图所示:大多数接受造血干细胞移植患者所含有的突变数量并不比健康捐献者的突变多,且都在正常范围内。为回输造血干细胞的安全性再添一例新证。

那该如何科学解释这件事呢?

其实从生物学角度,DNA主要存在于细胞核内,外来细胞的DNA想要进入细胞核,就必须通过会溶解DNA的细胞质与细胞核膜(被双膜包围,多数分子无法穿透),这是个极其复杂且难以实现的过程,因此,外源干细胞想篡改原有DNA几乎是不可能的事

回输异体间充质干细胞亦同理,它们的表现甚至有过之而无不及。

由于间充质干细胞不同于骨髓移植,不会全权替代原有的细胞工作,所以被输入的它们更像一群“增援兵”。在为干细胞枯竭的身体提供帮助时,能循着归巢效应,自动去往体内受损部位进行修复。

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

△干细胞具有归巢效应,能自动去往体内受损部位发挥作用

同时这种增援时间是有限的。间充质干细胞会随着新陈代谢被免疫系统清除,并不会永久的留存在体内(一般几个月或者一年)。与此同时,它所分泌的细胞因子还能激活体内原有的干细胞,让干细胞的修复及免疫平衡等功效发挥得以持续更长的时间。

所以,间充质干细胞是更没有“侵入”性质的一类存在。回输它们既不会篡改我们的DNA,也不会遗传给下一代。

02

“纯净”or“不纯净”

制备企业才是关键

再说第二个疑问,要是外来干细胞不够纯净,会让我患病吗?

这个设想无非是担心回输的干细胞携带着致病基因,会对身体造成影响,但临床上的异体间充质干细胞都是经过筛选的,且作为人类的“初生”细胞,反应的是细胞最原始的状态,携带突变的可能性极小。

2020年,剑桥干细胞研究所团队就在国际期刊《Cell Stem Cell》(影响因子:24.633 )发文[2]证实:在分析了人类多能干细胞的RNA测序后,原始多能干细胞中出现癌症相关基因突变的实际发生率接近于0

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

△科学家发现多能干细胞不存在癌症相关基因突变富集

退一万步讲,即使真有一两个基因发生了突变,我们还有强大的免疫系统在坐镇,这些兢兢业业的“巡逻兵们”会24小时不间断地监测我们的身体,一旦发现有“不正常的DNA”在游荡,就会立即将其剿灭。

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

△免疫细胞正在杀灭“入侵者”

因此,就回输干细胞本身而言,是不会因携带不良基因,致使受体患病的。

而真要论起“不纯净”,我们还得把目光投向制备干细胞的企业。

一份合格的间充质干细胞必须严控供体来源,企业需遵循我国《干细胞制剂质量控制及临床研究指导原则(施行)》规定[3],即异体供体必须经过检验筛查证明无人源特定病毒(包括HIV、HBV、HCV、HTLV、EBV、CMV等)的感染,无梅毒螺旋体感染。这些是必须的基础。

同时,干细胞制备也是极其复杂的过程,涉及到一系列安全质量问题,如内毒素含量是否超标、胎牛血清是否有残余等,无论哪一个环节出错或是不合规,就有可能造成细胞“污染”,带来致病的隐患。

所以,与其纠结间充质干细胞会不会携带致病基因,不如把目光锁定在制备干细胞的企业上,也只有规范化的生产标准才能产出安全有效的产品。

03

非但不篡改DNA

干细胞还能帮助消除隐患

而当科学家深入探究干细胞与DNA的联系时,事实却给了大众惊喜:干细胞不仅不会篡改DNA,它还能帮助消除相关健康隐患。

就在刚过去的2021年,发表于《ACS Nano》(影响因子:15.881)的一项研究[4]发现:间充质干细胞衍生的细胞外囊泡可恢复TFAM(线粒体转录因子 A) ,防止靶细胞mtDNA损伤和胞质mtDNA泄露,从而有效减轻细胞和动物肾损伤模型的线粒体损伤及炎症

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

△实验证实干细胞衍生外囊泡可减轻急性肾损伤 (AKI) 后的 mtDNA 损伤和炎症

一直以来,线粒体功能障碍是众多组织损伤和干细胞老化的关键特征,这项研究强调间充质干细胞衍生细胞外囊泡可以减轻以“线粒体损伤为特征的各种疾病,如帕金森病、老年痴呆症等,是一种颇具前途的纳米疗法。

这还不是全部,当间充质干细胞发挥组织修复能力时,它还能在一定程度上弥补衰老过程中DNA损伤积累带来的影响。

我们知道,衰老是避无可避的,在这个漫长的过程中,体内干细胞会逐渐消耗殆尽,致使机体内受损细胞无从替换,而由此造成的各类退行性疾病慢性炎症性疾病,会在无形中增加DNA的突变数量。

而当突变DNA积累到一定程度,免疫系统无法招架时,癌症就发生了—这也是为什么人越老越容易患癌的原因。

此时,补充外源性干细胞便具有重要意义。有研究证实[5]:干细胞的旁分泌机制能显著增强中老年人成骨和损伤修复能力及其他衰老性相关病变,延缓衰老。

回输异体干细胞会篡改你的DNA吗?会遗传给下一代吗?

△细胞外囊泡可以使衰老的骨髓间充质干细胞恢复活力,逆转衰老

同时作为一类具有自我更新及多向分化潜能的细胞,干细胞还能实现各组织细胞更新,修复身体老化、受损的部位,通过改善机体的健康状态,从而预防DNA突变。

总结来看,你的DNA没有那么脆弱,异体干细胞也不是鸠占鹊巢的“入侵者”。两者相遇不仅不会对身体产生重大副作用,甚至还能“团结协作”。而你真正应该关注的问题是:干细胞的制备企业有没有符合安全质量标准?毕竟,那才是一切“不纯净”的源头。

Write in the last

写在最后

从被质疑“篡改DNA”到被证明可以“稳定线粒体DNA”,干细胞在安全性上再次给大众吃了一颗“定心丸”。目前干细胞在神经性、免疫性、代谢性等各类难治性疾病领域均有开展深入研究。我们也期待着,干细胞能带来新一轮的医疗巨变。

部分图片来自网络,侵删 

参考资料:

[1]Antiviral treatment causes a unique mutational signature in cancers of transplantation recipients. https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.07.012

[2]Cancer-Related Mutations Are Not Enriched in Naive Human Pluripotent Stem Cells. https://doi.org/10.1016/j.stem.2020.11.014

[3]《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行)》国家卫生计生委办公厅、国家食品药品监管总局办公厅

[4]Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles Attenuate Mitochondrial Damage and Inflammation by Stabilizing Mitochondrial DNA. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c08947

[5]Extracellular vesicles deposit PCNA to rejuvenate aged bone marrow-derived mesenchymal stem cells and slow age-related degeneration. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaz8697

发布者:木木夕,转转请注明出处:https://www.cells88.com/cells/gxb/10439.html

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