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iPS细胞系比其它细胞系的线粒体DNA突变率要高

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发表于 2017-10-30 15:51:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
“人们只倾向于研究核基因组。但是,如果你想在一个人身上使用‘诱导多能性’细胞,你就必须检查线粒体基因组的突变。”

线粒体DNA包含支持基本需要的基因,如作为细胞的能源生产。虽然每个细胞储存着两份核DNA,在单个细胞中可能有一千份线粒体基因组的副本。这些副本都可能包含突变的和健康的线粒体DNA。

黄教授说:“我们称之为斑点效应。每一个细胞可能都是不同的。彼此相邻的两个细胞,可能有不同的突变或不同百分比的突变。”

这些突变可以在“诱导多能性”细胞中被复制。在创建一个治疗性的iPS细胞系之前,要从患者身上收集一组细胞。这些细胞会进行突变检测。如果测试人员利用Sanger测序,这种旧技术不像新一代测序那样敏感,发生在不到百分之二十的样本中的任何突变,将不会被发现。但是,线粒体DNA突变可能发生在细胞库中不到百分之二十的线粒体中。因此,突变率尚不清楚。Mitalipov说:“这些线粒体突变实际上是隐蔽性的。”

但是在制备iPS细胞系的过程中,研究人员扩大了来自患者组织切片的单个细胞的克隆。在iPS细胞系中的每一个细胞,都将包含与最初成熟细胞相同的线粒体DNA突变。所以,Mitalipov和黄涛生博士不是研究一个iPS细胞系,而是从每个患者组织样本中获得了10个iPS细胞克隆,并进行了测序,以更好的理解线粒体DNA突变率。

他们采集了24岁到72岁之间的人群的血液和皮肤样本。当他们测试样品寻找线粒体DNA突变时,发现突变的水平很低。但是当他们对iPS细胞系进行测序时,他们发现了更高数量的线粒体DNA突变,尤其是在超过60岁的患者的细胞中。他们还发现,在一个细胞内含有突变的线粒体比例更高。一个细胞内突变的线粒体DNA含量越高,就对细胞功能的损害越大。

因为每个iPS细胞系是从一个不同的细胞制备而来的,因此,每一个细胞系可能包含不同类型的线粒体DNA突变和突变负载。为了选择受损最小的细胞系,作者建议筛查每个病人的多个细胞系。黄教授说:“这是一个好主意,检查iPS克隆寻找线粒体DNA突变,并确保你挑选到了一个好的细胞系。”

Mitalipov教授说,线粒体基因组相对较小,只包含37个基因,因此使用新一代测序筛选,应该可行的。这应该是相对便宜和办得到的。


原文标题:
Cell Stem Cell, Kang and Wang et al.: "Age-related accumulation of somatic mitochondrial DNA mutations in adult-derived human iPSCs"
http://dx.doi.org/10.1016/j.stem.2016.02.005



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