犬类诱导多能干细胞生成红细胞样细胞

来源：科技日报

科技日报记者 张梦然

最近，日本大阪公立大学的研究团队在《干细胞转化医学》上发表了一项成果，宣布他们成功建立了一套从犬类诱导多能干细胞（iPSC）中生成红细胞样细胞的技术体系。这可不是小打小闹——它意味着人类异种输血研究有了一个更靠谱的实验平台，同时也给兽医临床血库建设提供了关键支撑。更妙的是，他们用CRISPR-Cas9基因编辑技术，让分化过程变得实时可视化，相当于给细胞发育装了个“直播镜头”。

人类红细胞一直面临两个老大难问题：供体短缺，以及供受者之间的血型相容性限制。尤其是在创伤、手术和产后出血这些急性失血场景下，矛盾格外突出。正因为如此，把动物红细胞当作异种输血的储备来源，就成了全球输血医学的一个重要探索方向。猪红细胞因为供应量大、功能跟人类红细胞相似，一直被看作最有潜力的替代源之一。但问题在于，猪红细胞表面有异种抗原，进入人体会引发急性溶血反应，必须通过基因编辑敲掉主要异种抗原，才能往临床走。相比之下，犬类的凝血机制跟人类高度相似，它们的iPSC分化体系不仅有望缓解兽医临床血源紧张，还能作为一个理想的异种输血中试平台，加速人工血液产品的研发和评估。

不过，话说回来，虽然iPSC技术在人类血液再生领域已经取得了不少进展，但针对犬类的红细胞定向分化方案，一直都没能完善起来。

与此同时，全球的兽医医疗体系普遍缺乏标准化的血库系统。犬只输血完全依赖健康犬只捐献，而犬类有十多种血型系统，配型困难，导致临床用血长期处于紧张状态。

这次研究中，科研团队用的是与常羽生物公司联合开发的犬源iPSC，通过模拟体内造血微环境的三维培养体系，成功诱导细胞形成了造血干细胞前体，最终获得了表达血红蛋白的红细胞样细胞。

为了精准追踪分化进程，团队对糖蛋白A（GYPA）基因进行了编辑，构建了一个能表达绿色荧光蛋白的报告系统。实验数据显示，在优化后的培养条件下，超过96%的靶细胞可以稳定表达GYPA标记物。这种实时监测技术不仅验证了分化路径的有效性，还为后续工艺优化提供了量化依据。不过，当前生成的细胞仍然存在成熟度缺陷——只有大约3%的细胞完成了脱核过程，而脱核恰恰是哺乳动物成熟红细胞丧失细胞核的关键生理特征。

该研究负责人指出，现阶段细胞产物还没有达到临床输血标准，后续研究将重点解决细胞脱核效率以及功能验证问题。