除了三亲婴儿技术，干细胞技术或也能带来不一样的人生
作者：Dr.韦
这种技术主要用于帮助线粒体疾病女性患者生育健康后代：医生先将女性捐赠者卵子中的细胞核去除，再将母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之，再按照标准的试管婴儿技术进行培育。
线粒体疾病属于母系遗传，目前尚无有效的治疗方案。线粒体基因缺陷是线粒体疾病的主要病因，可遗传至下一代，导致后代患有致病性或衰弱性疾病，如发育迟缓、肌肉协调性差以及神经系统问题等。随着三亲婴儿技术的发展，患线粒体疾病的女性生育健康后代成为了可能。然后，这种技术存在着很大的伦理问题，目前还有很大的争议。
iPSCs用于线粒体疾病的药物研发
当前，探索如何给线粒体疾病患者更好的生活已经成为了科学的研究热点之一。
2016年，《Cell Stem Cell》上的一项研究揭示，诱导多能干细胞（iPSCs）中含有存在缺陷的线粒体DNA，并且在年长者中的突变负荷更大[1]。后来，科研人员开始利用iPSC来创建线粒体疾病模型，他们认为源于患者iPSCs的神经模型系统能够反应线粒体疾病基因修饰治疗的进展，该模型能概括影响线粒体患者的细胞和遗传代谢特征[2]。
由于个体患者症状的变异性以及缺乏可行的建模系统，治疗时难以靶向这种异质性疾病。iPSCs或许能明显提高线粒体疾病有效治疗方法的开发效率。iPSCs可用来创建患者特异性神经细胞模型，这种模型可用来识别和验证潜在的、可用于治疗的创新化合物。研究人员预计，恰当使用iPSCs技术，能为线粒体疾病创新疗法的开发提供关键支持[2]。
构建线粒体疾病iPSCs模型的关键是诱导多能性时线粒体DNA是否会发生变化。线粒体DNA的完整性已被用作检测iPSCs的评估参数。事实上，干细胞的分化能力受线粒体突变负荷的影响[3]，此外还受特定线粒体单倍型所影响[4]。
多能干细胞作为线粒体疾病模型十分具有潜力，可以在单细胞水平上对核DNA和线粒体DNA进行深入分析。由患者诱导多能干细胞衍生的神经元，似乎是一种理想的细胞类型，用来剖析神经线粒体病的发病机制。它们代表了受影响的细胞类型与患者特异性的核DNA和线粒体DNA，这些细胞可用来测试治疗性化合物。在以往的研究中，诱导多能干细胞衍生的神经元已被成功地用于与线粒体损伤相关的神经系统疾病的研究中[5]。
展望
随着技术的发展，线粒体疾病逐渐为人所知，治疗思路也渐渐浮出水面。除了利用iPSCs来构建药物开发模型之外，科研人员还尝试了线粒体基因缺陷改造的新策略。《Nature》上的研究曾表示，线粒体DNA突变可以通过遗传方式获得的策略来纠正，正常代谢功能可以利用通过多能干细胞来恢复。研究人员利用患者皮肤中的成纤维细胞，通过细胞因子介导的重编程和体细胞核转移的方法，获得了无突变的多能干细胞，最后可以恢复这些细胞线粒体的正常代谢功能[6]。
本文版权归博雅干细胞所有。
参考文献：
【1】Age-Related Accumulation of Somatic Mitochondrial DNA Mutations in Adult-Derived Human iPSCs. doi:10.1016/j.stem.2016.02.005
【2】Concise Review: Induced Pluripotent Stem Cell-Based Drug Discovery for Mitochondrial Disease Doi: 10.1002/stem.2637
【3】 Wahlestedt M, Ameur A, Moraghebi R et al. Somatic cells with a heavy mitochondrial dna mutational load render induced pluripotent stem cells with distinct differentiation defects: Dysfunctional iPS cells due to mtDNA mutations. Stem Cells 2014;32:1173–1182.
【4】Kelly RDW, Rodda AE, Dickinson A et al. Mitochondrial DNA haplotypes define gene expression patterns in pluripotent and differentiating embryonic stem cells. Stem Cells 2013;31:703–716.
【5】Soragni E, Miao W, Iudicello M et al. Epigenetic therapy for Friedreich ataxia: Epigenetic therapy for FRDA. Ann Neurol 2014;76:489–508.
【6】 Metabolic rescue in pluripotent cells from patients with mtDNA disease,doi: 10.1038/nature14546