有人認為，個體衰老的原因是干細胞數(shù)量不足，無法維持細胞的更新和組織修復(fù)，現(xiàn)在看來，其中有一個原因可能是干細胞內(nèi)線粒體基因突變。如果是這樣，是否可以用外源性移植線粒體的辦法，實現(xiàn)挽救體內(nèi)干細胞的目的。另外，對這些已經(jīng)被誘導(dǎo)的來自老年患者的存在許多突變基因線粒體的誘導(dǎo)干細胞，可否利用體外線粒體移植的技術(shù)進行細胞修復(fù)。如果可以，就可以彌補線粒體基因突變給這些細胞缺陷帶來的困境。

上月有學(xué)者在《科學(xué)》發(fā)表研究論文，證明采用缺失VHL基因或缺氧可延長線粒體病動物壽命，提示當(dāng)線粒體存在功能不足的情況下，氧氣對細胞存在更強毒性，這符合線粒體是最重要的消除氧氣毒性的經(jīng)典解釋。如果這樣，隨著壽命增加，細胞線粒體功能的減退，個體對氧氣毒性的耐受能力逐漸減退，應(yīng)該采用適當(dāng)降低氧分壓的策略，例如到高原地區(qū)療養(yǎng)的辦法。當(dāng)然這種策略是否可行，必須先經(jīng)過大量動物和人體試驗來驗證。

誘導(dǎo)干細胞iPS是從成年細胞通過誘導(dǎo)逆轉(zhuǎn)成干細胞狀態(tài)，因為可以用自體細胞，不存在排異反應(yīng)，而具有最大的臨床應(yīng)用潛力。但是最新一項研究發(fā)現(xiàn)，利用成年細胞誘導(dǎo)干細胞存在一個風(fēng)險，就是這些細胞線粒體可能存在比胚胎細胞更多的基因突變，給iPS的應(yīng)用帶來了陰影。

近年來關(guān)于線粒體的研究很多，但科學(xué)家對線粒體仍然存在許多問題不了解，作為細胞"發(fā)電站"的線粒體，功能不僅是能量代謝，也是細胞衰老癌變和細胞死亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)機構(gòu)。最新關(guān)于誘導(dǎo)干細胞存在許多基因突變線粒體的證據(jù)，給線粒體衰老理論提供了旁證。

研究發(fā)現(xiàn)，細胞提供者年齡越大，iPS細胞攜帶的線粒體基因突變越多，尤其是影響線粒體功能的突變比例越多。這一研究最近在《細胞干細胞》Cell Stem Cell發(fā)表。這些存在于線粒體內(nèi)DNA序列的突變，屬于線粒體自身的基因組，大多數(shù)細胞都包含成千上萬個線粒體。根據(jù)流行觀點，線粒體祖先是獨立進化的細胞，被其它細胞吞噬后丟失部分基因后形成和細胞的共生關(guān)系。

為檢驗線粒體基因變異可能會影響iPS細胞功能，美國俄勒岡州健康與科學(xué)大學(xué)再生生物學(xué)家大牛ShoukhratMitalipov采集一名72歲志愿者的皮膚和血液細胞樣本，對這些細胞DNA進行序列分析，然后用病毒感染轉(zhuǎn)入早期胚胎細胞表達的多種基因?qū)⑦@些細胞誘導(dǎo)為IPS。對這些干細胞整體DNA進行序列分析，發(fā)現(xiàn)這些細胞并不存在非常高的線粒體基因突變。但是當(dāng)對這些細胞進行隨機單細胞DNA序列分析時，發(fā)現(xiàn)線粒體存在廣泛基因突變。（這也是單細胞測序的價值）。

研究人員分析了來自14名年齡在24到72歲的志愿者皮膚和血液細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，年齡越大，線粒體基因突變越多。有一些突變發(fā)生在可能會影響iPS功能的蛋白質(zhì)，這些細胞如果移植給患者，可能會出現(xiàn)問題。

加州Scripps研究所干細胞學(xué)家Jeanne Loring擔(dān)承過去沒有考慮過這個問題，她的小組正在研究用iPS治療帕金森病，現(xiàn)在她計劃對自己研究的細胞進行序列分析。她認為，用于人類治療的細胞應(yīng)該進行序列分析。

Mitalipov教授建議科學(xué)家使用iPS細胞治療疾病應(yīng)該至少分離10個細胞，然后挑選其中一個擁有最健康線粒體的細胞培養(yǎng)為細胞系。他說這一發(fā)現(xiàn)支持采用細胞核移植制造胚胎干細胞的技術(shù)，這類技術(shù)不僅能保證細胞核來自患者，而且能減少線粒體基因突變的可能，因為作為細胞漿和線粒體來源的卵細胞來自健康捐獻者的細胞，線粒體相對更健康。Loring認為，這種細胞核移植技術(shù)比誘導(dǎo)干細胞技術(shù)要困難太多，國際上只有少數(shù)幾家實驗室能干這個活。

紐約干細胞基金會再生醫(yī)學(xué)學(xué)者Dieter Egli說，這一發(fā)現(xiàn)提供了用胚胎干細胞代替iPS的優(yōu)點，必然對iPS的臨床試驗帶來影響。使用這種細胞用于臨床需要慎之又慎，仔細分析存在的各種異常，才能有利于臨床應(yīng)用的推進。