Обретение плюрипотентности, вызванное стимулом - Stimulus-triggered acquisition of pluripotency

Обретение плюрипотентности, вызванное стимулом (также известный как STAP) был предложенным методом генерации плюрипотентный стволовые клетки подвергая обычные клетки определенным типам стресса, таким как нанесение бактериального токсина, погружение в слабую кислоту или физическую травму.[1][2] Этот метод получил известность в январе 2014 года, когда исследование Харуко Обоката и другие. был опубликован в Природа. В течение следующих месяцев все ученые, которые пытались воспроизвести ее результаты, потерпели неудачу, и возникло подозрение, что результаты Обокаты были вызваны ошибкой или ошибкой. мошенничество. Расследование ее работодателя, RIKEN, был запущен. 1 апреля 2014 года RIKEN пришел к выводу, что Обоката фальсифицировала данные для получения результатов.[3] 4 июня 2014 года Обоката согласился отозвать документы.[4] 5 августа 2014 г. Йошики Сасай - Начальник Обокаты в RIKEN и один из соавторов документов ячейки STAP - был найден мертвым в учреждении RIKEN после очевидного самоубийства через повешение.[5]

STAP был бы радикально более простым методом генерации стволовых клеток, чем ранее исследованные методы, поскольку он не требует ни передача ядер ни введение факторы транскрипции.[6]

Обзор

Харуко Обоката утверждал, что клетки STAP были получены путем экспонирования CD45+ мышиный клетки селезенки к определенным стрессам, включая кислую среду с pH 5,7 за полчаса.[6][7] После этого лечения было подтверждено, что клетки являются плюрипотентными, наблюдая возрастающие уровни Октябрь-4 (а фактор транскрипции экспрессируется в эмбриональных стволовых клетках) в течение следующей недели с использованием Oct4-GFP трансген.[6][8] В среднем только 25% клеток выжили после обработки кислотой, но более 50% из тех, что выжили, преобразовались в Oct4-GFP.+CD45− плюрипотентные клетки.[6] Исследователи также утверждали, что лечение бактериальными токсинами или физический стресс способствовали приобретению плюрипотентных маркеров.[1] Клетки STAP, введенные в эмбрионы мышей, выросли в различных тканях и органах по всему телу. По мнению исследователей, химерный мыши «[оказались] здоровыми, фертильными и нормальными» после одного-двух лет наблюдения.[9] Кроме того, эти мыши дали здоровое потомство, тем самым продемонстрировав передачу по зародышевой линии, что является «строгим критерием плюрипотентности, а также генетической и эпигенетической нормальности».[6]

Клетки STAP предположительно могли дифференцироваться в плацентарный ячейки, то есть они будут более мощный чем эмбриональные стволовые клетки или же индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПС).[1] Было неясно, почему обычные клетки не превращаются в стволовые при воздействии аналогичных стимулов в обычных условиях, таких как кислотность в организме; Обоката и др. Предполагается, что in vivo ингибирующие механизмы могут блокировать превращение в плюрипотентность.[6] В настоящее время ведутся исследования по созданию инициируемого стимулом приобретения плюрипотентных (STAP) клеток с использованием тканей человека: в феврале 2014 года Чарльз Ваканти и Кодзи Кодзима (Гарвард исследователи, первоначально участвовавшие в открытии и публикации STAP) заявили, что имеют предварительные результаты исследования STAP-клеток, полученных из человеческих фибробласты, но одновременно предупредил, что эти предварительные результаты требуют дальнейшего анализа и проверки.[10]

История

В начале 2000-х гг. Чарльз Ваканти и Мартин Ваканти провели исследования, которые привели их к мысли, что стволовые клетки - споровые клетки - могут спонтанно восстанавливаться из обычных тканей, подвергшихся стрессу из-за механических повреждений или повышенной кислотности.[11]

Техника получения STAP-клеток впоследствии была изучена Обокатой в Бригам и женская больница (BWH), когда она училась в качестве постдока у Чарльза Ваканти, а затем в RIKEN Центр биологии развития в Япония.[12][13] В 2008 году, работая в Гарвардская медицинская школа, она подтвердила по запросу Чарльза Ваканти, что некоторые из культивируемых клеток, с которыми она работала, уменьшились до размеров стволовых клеток после механического повреждения капиллярная трубка.[1][9] Она продолжила, следуя указаниям, чтобы проверить действие различных раздражителей на клетки. После модификации техники Обоката смог показать, что белые кровяные клетки от новорожденных мышей могут быть преобразованы в клетки, которые ведут себя так же, как стволовые клетки. Она повторила эксперимент с другими типами клеток, включая клетки мозга, кожи и мышц, с тем же результатом.[9]

Первоначально выводы Обокаты были встречены скептически даже среди ее коллег. «Все говорили, что это артефакт - были действительно тяжелые дни», - вспоминает она.[1] Рукопись с описанием работы несколько раз отклонялась до ее возможной публикации в виде статьи (вместе с более коротким совместно написанным «письмом») в журнале. Природа.[9] Серия экспериментов, сначала превращающих эмбрион мыши в зеленый цвет путем флуоресцентной маркировки клеток STAP, а затем видеосъемка превращения Т-клеток в плюрипотентные клетки, наконец, убедила скептиков в реальности результатов.[1]

Расследование спорных претензий

Через несколько месяцев после двух Природа документы [9] были освобождены, все ученые, которые пытались воспроизвести результаты Обокаты, потерпели неудачу, и возникло подозрение, что ее результаты были вызваны ошибкой или мошенничеством. Расследование предполагаемых нарушений было начато RIKEN 15 февраля 2014 года. Утверждения ставили под сомнение использование в газетах, казалось бы, дублированных изображений, и сообщали о невозможности воспроизвести ее результаты в других известных лабораториях стволовых клеток. Природа также объявили, что проводят расследование. Несколько ученых, занимающихся стволовыми клетками, защищали Обокату или зарезервировали свое мнение, пока расследование продолжалось.[14] Чтобы решить проблему воспроизводимости результатов в других лабораториях, Обоката 5 марта опубликовала несколько технических «советов» по ​​протоколам, пообещав, что подробная процедура будет опубликована в должное время.[15]

11 марта Терухико Вакаяма, один из соавторов Обокаты, призвал всех исследователей отозвать статьи, сославшись на множество «сомнительных моментов».[16] Чарльз Ваканти заявил, что возражает против их отзыва и разместил «пересмотренный протокол» для создания ячеек STAP на своем собственном веб-сайте, который был закрыт после того, как он оставил свой пост в BWH.[17]

14 марта RIKEN опубликовал промежуточный отчет о расследовании. Из шести исследуемых пунктов комитет пришел к выводу о ненадлежащем обращении с данными по двум пунктам, но не расценил это неправильное обращение как нарушение исследовательской дисциплины.[18] 1 апреля RIKEN пришел к выводу, что Обоката участвовал в «неправомерных исследованиях», дважды фальсифицируя данные. Соавторы были освобождены от неправомерных действий, но несли «серьезную ответственность» за то, что не проверили сами данные. RIKEN также объявил, что была создана внутренняя группа для проверки воспроизводимости «стимулированного стимулом приобретения плюрипотентности».[19] Обоката настаивала на своей невиновности и сказала, что подаст апелляцию.[3] 4 июня 2014 г. Обоката согласился отказаться от статьи и «письма».[4] Статья была официально отозвана 2 июля 2014 года. В статье, анализирующей полемику, сделан вывод о том, что, хотя проблемы манипулирования изображениями, дублирования и плагиата потенциально можно было обнаружить, рецензенты не могли прийти к выводу, что статья была результатом академических проступков до принятия.[20]

После разногласий наблюдатели, журналисты и бывшие члены RIKEN заявили, что организация пронизана непрофессиональной и неадекватной научной строгостью и последовательностью, и что это отражает серьезные проблемы с научными исследованиями в Японии в целом.[21][22]

RIKEN поручил группе ученых попытаться проверить оригинальные результаты Обокаты и попросил Обокату принять участие в этих усилиях. 5 августа 2014 г. руководитель Обокаты и соавтор оригинальной статьи, Йошики Сасай, был обнаружен мертвым в результате очевидного самоубийства, повешенного в здании на предприятии RIKEN в Кобе, Япония.[23] 24 сентября 2015 года ученые RIKEN сообщили, что клетки STAP Обокаты появились в результате заражения эмбриональными стволовыми клетками,[24] тогда как в тот же день исследовательские группы, которые пытались воспроизвести протокол STAP, совместно сообщили, что они сочли его невоспроизводимым.[25][26]

Подразумеваемое

Если бы результаты оказались достоверными, клетки плюрипотентности, запускаемые стимулом, могли бы быть созданы более легко и эффективно, чем с помощью существующих методов iPS.[1] Этот метод, адаптированный к тканям человека, мог бы привести к дешевым и простым процедурам создания стволовых клеток для конкретных пациентов. Исследователь стволовых клеток Душко Илич из Королевский колледж Лондона назвал STAP-клетки «крупным научным открытием, открывающим новую эру в биологии стволовых клеток».[9] Шинья Яманака, пионер исследования iPS, назвал результаты «важными для понимания ядерного репрограммирования ... [и] новый подход к созданию iPS-подобных клеток».[1] Идея о том, что STAP-клетки могут образовывать плацентарную ткань, означала, что они могли значительно упростить клонирование, отказавшись от донорской яйцеклетки и in vitro выращивание.[1]

Один из предыдущих способов создания стволовых клеток заключался в генетическом преобразовании взрослых клеток в iPS-клетки. Прогресс в области лечения на основе ИПС был медленным из-за нормативных препятствий, связанных с генетическими манипуляциями.[9] Кроме того, наблюдаемая эффективность методов iPS составляет около 1%, что значительно ниже заявленной эффективности STAP.[1]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j Сираноски, Дэвид (2014-01-29). «Кислотная ванна предлагает легкий путь к стволовым клеткам». Новости природы. Издательская группа Nature. Получено 2014-01-30.
  2. ^ Галлахер, Джеймс (29 января 2014 г.). «Заявлено« главное открытие »стволовых клеток». Новости BBC. Получено 2014-01-31.
  3. ^ а б Камеда, Масааки; Отакэ, Томоко (1 апреля 2014 г.). «Обоката сфальсифицировала данные в бумагах STAP: проверка». The Japan Times. Получено 2 апреля 2014.
  4. ^ а б Элейн Лиз (4 июня 2014 г.). «Японский исследователь соглашается отозвать спорную статью о стволовых клетках». Рейтер. Получено 4 июн 2014.
  5. ^ "Соавтор статьи STAP Сасай покончил жизнь самоубийством". The Japan Times. Получено 5 августа 2014.
  6. ^ а б c d е ж Обоката, Харуко; и другие. (30.01.2014). «Стимул-триггерное преобразование судьбы соматических клеток в плюрипотентность». Природа. 505 (7485): 641–647. Дои:10.1038 / природа12968. PMID  24476887.
  7. ^ NHS Choices (2014-01-30). «Прорыв в создании стволовых клеток с использованием кислотной ванны - что включало исследование?». nhs.co.uk. Получено 2014-02-06. Они поместили их в слабый кислотный раствор (pH 5,7) на 30 минут при 37 ° C, а затем поместили в чашки Петри и вырастили при нормальном pH.
  8. ^ Томсон, Хелен (29 января 2014 г.). «Сила стволовых клеток высвобождается после 30-минутного погружения в кислоту». Новый ученый. Получено 2014-01-31.
  9. ^ а б c d е ж грамм Пример, Ян (29 января 2014 г.). «Простой способ создать стволовые клетки за полчаса - это крупное открытие». Хранитель. Получено 2014-01-31.
  10. ^ Томсон, Хелен. «Необычный метод стволовых клеток протестирован на тканях человека». Новый ученый. Новый ученый. Получено 7 марта 2014.
  11. ^ Коннор, Стив (9 февраля 2014 г.). «Эксклюзив: чудо-лекарство - ученые превращают человеческую кожу в стволовые клетки». independent.co.uk. Получено 2014-02-09.
  12. ^ Гренс, Керри (29 января 2014 г.). «Новый метод перепрограммирования клеток». Ученый.
  13. ^ «Пионер STAP-клеток почти отказалась от своих исследований». Асахи Симбун. 30 января 2014 г. Архивировано с оригинал 30 января 2014 г.
  14. ^ Сираноски, Дэвид (17 февраля 2014 г.). «Идет исследование стволовых клеток в кислотной ванне». Природа. Дои:10.1038 / природа.2014.14738. Получено 20 февраля 2014.
  15. ^ Харуко Обоката, Йошики Сасай и Хитоши Нива (март 2014 г.). Основные технические советы по культуре конверсии STAP-клеток из соматических клеток. Дискуссионный форум по протоколам природы
  16. ^ «Проф. Требует отозвать выводы STAP». Йомиури Симбун. 11 марта 2014 г. Архивировано с оригинал 17 марта 2014 г.. Получено 17 марта 2014.
  17. ^ Чарльз Ваканти (2014)ПРОТОКОЛ ПОЛУЧЕНИЯ STAP-КЛЕТК ИЗ ЗРЕЛЫХ СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТК. Центр тканевой инженерии и регенеративной медицины.
  18. ^ Пресс-релиз (14 марта 2014 г.). «Промежуточный отчет о расследовании статей Обоката и др.». RIKEN. Получено 17 марта 2014.
  19. ^ Пресс-релиз (1 апреля 2014 г.). «Отчет об исследовании бумаги STAP Cell Research». RIKEN. Получено 2 июн 2014.
  20. ^ Сираноски, Дэвид (2014). «Целостность исследования: стресс, вызванный клетками». Природа. 511 (7508): 140–3. Дои:10.1038 / 511140a. PMID  25008506.
  21. ^ Отаке, Томоко "«STAPgate» показывает, что Япония должна вернуться к основам науки ", Japan Times, 21 апреля 2014
  22. ^ Шрайбер, Марк "Продолжающаяся история Обокаты ведет к скандалу ", Japan Times, 5 июля 2014 г., с. 19
  23. ^ Kyodo News, "Соавтор статьи STAP Сасай покончил жизнь самоубийством ", Japan Times, 6 августа 2014 г., с. 1
  24. ^ Конно, Дайдзиро; Касукава, Такея; Хашимото, Косуке; Ито, Такехико; Суэцугу, Таэко; Миура, Икуо; Вакана, Шигехару; Карнинчи, Пьеро; Мацузаки, Фумио (2015). «Клетки STAP происходят из клеток ES». Природа. 525 (7570): E4 – E5. Дои:10.1038 / природа15366. ISSN  0028-0836. PMID  26399834.
  25. ^ Де Лос-Анджелес, Алехандро; Феррари, Франческо; Фудзивара, Юко; Матье, Рональд; Ли, Сухён; Ли, Семин; Ту, Хо-Чжоу; Росс, Саманта; Чоу, Стефани; Нгуен, Минь; У, Чжаотин; Theunissen, Thorold W .; Пауэлл, Бенджамин Э .; Имсунторнрукша, Сумет; Чен, Цзекай; Боркент, Марти; Крупальник, Владислав; Лухан, Эрнесто; Верниг, Мариус; Ханна, Джейкоб Х .; Hochedlinger, Конрад; Пей, Дуаньцин; Яениш, Рудольф; Дэн, Хункуй; Оркин, Стюарт Х .; Парк, Питер Дж .; Дейли, Джордж К. (2015). «Неспособность воспроизвести феномен STAP-клеток». Природа. 525 (7570): E6 – E9. Дои:10.1038 / природа15513. ISSN  0028-0836. PMID  26399835.
  26. ^ "Новый взгляд на STAP". Природа. 525 (7570): 426. 2015. Дои:10.1038 / 525426a. ISSN  0028-0836. PMID  26399791.

дальнейшее чтение

  • Бауманн, Ким (2014). «Стволовые клетки: перепрограммирование при низком pH». Обзоры природы Молекулярная клеточная биология. 15 (3): 149. Дои:10.1038 / nrm3754. ISSN  1471-0072. PMID  24518367.
  • Обоката, Харуко; Сасай, Йошики; Нива, Хитоши; Кадота, Мицутака; Андраби, Муназа; Таката, Нодзому; Токоро, Микико; Терашита, Юкари; Йонемура, Сигенобу; Vacanti, Charles A .; Вакаяма, Терухико (29 января 2014 г.). «Двунаправленный потенциал развития в перепрограммированных клетках с приобретенной плюрипотентностью». Природа. 505 (7485): 676–687. Дои:10.1038 / природа12969. PMID  24476891.
  • Обновление документов о ячейках STAP. 6 марта 2014 г.
  • «Взлет и падение STAP». Природа.
  • «Стресс-тест». Житель Нью-Йорка.

внешняя ссылка