在再生医学中,人类诱导多能干细胞(humaninducedpluripotentstemcells,hiPSCs)和最近的类器官细胞(organoids,organoids)因其能分化和繁殖成多种细胞类型而成为极具吸引力的模型系统。具体而言,hiPSCs已被作为体外疾病建模的选择细胞模型,并被考虑用于基于细胞的治疗。
人类多能干细胞的基因组完整性和致瘤潜力以前已经被探索过,但单核苷酸分辨率的系统性大规模全基因组突变评估还很有限。据报道,体外培养的人类胚胎干细胞(hESCs)携带TP53突变和复发性染色体规模的基因组异常,归因于选择压力。然而,与此相反,最近的一项研究显示临床分级的hESCs的突变负担较低,未检测到癌症驱动突变。
任何给定的hiPSC的突变负担包括其来源的亲本体细胞中先前存在的突变,以及在重编程、细胞培养和传代过程中积累的突变。几项小规模基因组研究表明,在一些细胞系中,预先存在的体细胞突变占总负担的很大比例。随着使用hiPSCs的临床试验(例如NCT)的出现,需要深入了解使用这些细胞的突变情况和潜在风险。
在这里,研究对比了来自一个个体的皮肤来源(F-hiPSCs)和血液来源(B-hiPSCs)。然后,研究人员全面评估了来自世界上最大的干细胞库之一HipSci的hiPSCs,以及一个名为Insignia的替代队列。所有品系均经过核型预筛选,认为染色体稳定。研究人员利用全基因组测序(WGS)和全外显子组测序(WES)对个hiPSC样本和个b-hiPSC衍生亚克隆(补充表1)来了解基因组损伤的程度和来源以及可能的影响。
近日,有研究人员探索了来自不同组织的人类诱导多能干细胞(hiPSCs),以了解单核苷酸分辨率的基因组完整性。相关研究发表在《NatureGenetics》,文章标题为:“SubstantialsomaticgenomicvariationandselectionforBCORmutationsinhumaninducedpluripotentstemcells”。
研究人员使用了来自两个大型hiPSC存储库的基因组测序数据,涉及个hiPSC及其子亚克隆。
研究发现,在约72%的皮肤成纤维细胞来源的hiPSCs(F-hiPSCs)中,紫外线(UV)相关损伤,偶尔会导致大量突变(每兆酶多达15个突变)。我们证明了在同一轮重编程过程中获得的独立F-hiPSC克隆之间由于低克隆成纤维细胞群体而产生的显著基因组异质性。相比之下,血液来源的hiPSCs(B-hiPSCs)突变较少,没有紫外线损伤,但获得性bor突变发生率高(26.9%)。我们揭示了F-hiPSCs和B-hiPSCs中bor突变的强大选择压力,并提供了它们在体外产生的证据。hiPSCs定向分化和RNA测序表明,bor突变具有功能影响。我们的工作强烈表明,在使用hiPSCs之前,详细的核苷酸分辨率表征是必不可少的。
在约72%的皮肤成纤维细胞来源的hiPSCs(F-hiPSCs)中,紫外线(UV)相关损伤,偶尔会导致大量突变(每兆酶多达15个突变)。研究证明了在同一轮重编程过程中获得的独立F-hiPSC克隆之间由于低克隆成纤维细胞群体而产生的显著基因组异质性。相比之下,血液来源的hiPSCs(B-hiPSCs)突变较少,没有紫外线损伤,但获得性bor突变发生率高(26.9%)。我们揭示了F-hiPSCs和B-hiPSCs中bor突变的强大选择压力,并提供了它们在体外产生的证据。hiPSCs定向分化和RNA测序表明,bor突变具有功能影响。该工作强烈表明,在使用hiPSCs之前,详细的核苷酸分辨率表征是必不可少的。