ویژگی های مربوط به تومورزایی رده های سلول iPS انسانی
تاریخ انتشار: جمعه 27 مهر 1397
| امتیاز:
سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPSCs) مواد اولیه امیدوار کننده ایت را برای محصولات درمانی مبتنی بر سلول انسانی(hCTPs) ارائه می کنند. از آن جایی که hiPSCs تمایز نیافته ویژگی های تومورزایی درونی را نشان می دهد که آن ها را مقدور به تشکیل تراتوما می سازد، محصولات درمانی مبتنی بر سلول انسانی که حاوی hiPSCهای تمایز نیافته باقی مانده باشد، ممکن است بعد از پیوند منجر به تشکیل تومور شوند. ما ابتدا با استفاده از موش های NOD/Shi-scid IL2Rγnull (NOG) و بوسیله مهار آپوپتوز hiPSCها با یک مهار کننده Rho kinase یک تست تومورزایی کمی و حساس را برای hiPSCهای منفرد شده به صورت تک سلول ایجاد کردیم. برای ارزیابی ویژگی های مختلف در تومورزایی hiPSCهای متنوع، 10 رده hiPSC معمولا در دسترس مورد تست تومورزایی درون تنی قرار گرفتند. رده های hiPSC پیوند شده، تنوع قابل توجهی را در ایجاد تومور، مرحله خفته تشکیل تومور و حجم نشان دادند. اغلب تومورهای شکل گرفته به صورت تراتوماهای نابالغ دسته بندی می شوند. با این حال، هیچ نشانه ای در مورد بدخیمی مانند کارسینوما و سارکوما در تومورهای مشاهده نشد. مشخصه های مربوط به به تومورزایی hiPSCها با استفاده از آنالیزهای میکرواری، آنالیزهای کاریوتیپ و توالی یابی کل ژنوم بررسی شد. آنالیز پروفایل بیان ژن و و مسیرها ویژگی های مختلف رده های hiPSC را در تومورزایی حمایت کرد. رده های hiPSC ناهنجاری های کروموزومی را در برخی از رده ها و 77-61 واریته ژن های مربوط به سرطان که حامل موتاسیون های غیر مترادف موثر نشان دادند که در پایگاه داده COSMIC ثابت شد. در این مطالعه، ناهنجاری های کروموزومی و موتاسیون های ژنی مربوط به سرطان در رده hiPSC منجر به بدخیمی تومورهای مشتق از hiPSCها نشد. نتایج ما نشان می دهد که خطر تومورزایی بالقوه محصولات مبتنی بر سلول حاوی hiPSCهای تمایز نیافته باقی مانده، نه تنها به hiPSCهای تمایز نیافته بلکه به ویژگی های رده های سلولی استفاده شده به عنوان ماده خام بستگی دارد، این یافته باید از چشم اندازه کیفیت محصولات مبتنی بر سلول در نظر گرفته شود.
PLoS One. 2018 Oct 4;13(10):e0205022. doi: 10.1371/journal.pone.0205022. eCollection 2018.
Tumorigenicity-associated characteristics of human iPS cell lines.
Yasuda S1, Kusakawa S1, Kuroda T1, Miura T1, Tano K1, Takada N2, Matsuyama S1,2, Matsuyama A2, Nasu M3, Umezawa A3, Hayakawa T4, Tsutsumi H5, Sato Y1,6,7,8.
Abstract
Human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) represent promising raw materials of human cell-based therapeutic products (hCTPs). As undifferentiated hiPSCs exhibit intrinsic tumorigenicity properties that enable them to form teratomas, hCTPs containing residual undifferentiated hiPSCs may cause tumor formation following transplantation. We first established quantitative and sensitive tumorigenicity testing of hiPSCs dissociated into single cells using NOD/Shi-scid IL2Rγnull (NOG) mice by inhibiting apoptosis of hiPSCs with a Rho kinase inhibitor. To examine different features in tumorigenicity of various hiPSCs, 10 commonly available hiPSC lines were subjected to in vivo tumorigenicity testing. Transplanted hiPSC lines showed remarkable variation in tumor incidence, formation latency, and volumes. Most of the tumors formed were classified as immature teratomas. However, no signs of malignancies, such as carcinoma and sarcoma, were recognized in the tumors. Characteristics associated tumorigenicity of hiPSCs were investigated with microarray analysis, karyotype analysis, and whole exome sequencing. Gene expression profiling and pathway analysis supported different features of hiPSC lines in tumorigenicity. hiPSC lines showed chromosomal abnormalities in some lines and 61-77 variants of cancer-related genes carrying effective nonsynonymous mutations, which were confirmed in the COSMIC databases. In this study, the chromosomal abnormalities and cancer-related gene mutations observed in hiPSC lines did not lead to the malignancy of tumors derived from hiPSCs. Our results suggest that the potential tumorigenicity risk of hCTPs containing residual undifferentiated hiPSCs is dependent on not only amounts of undifferentiated hiPSCs but also features of the cell lines used as raw materials, a finding that should be considered from the perspective of quality of hCTPs used.
PMID: 30286143