讓體細胞的“發(fā)育時鐘”逆生長

更新時間：2013-07-19

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本報北京7月18日電北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄧宏魁教授和趙揚博士帶領(lǐng)的研究團隊利用小分子化合物誘導(dǎo)體細胞重編程為多潛能干細胞，該成果得到學(xué)術(shù)界的高度重視，學(xué)術(shù)雜志——《Science》雜志（Science Express）美國時間18日發(fā)表了這一研究成果。這項研究成果為未來細胞治療甚器官移植提供了理想的細胞來源，將極大地推動治療性克隆——克隆組織和器官以用于疾病的治療——的發(fā)展。

傳統(tǒng)觀點認為，哺乳動物細胞只有在胚胎的早期發(fā)育階段具有分化為各種類型組織和器官的“多潛能性”，而隨著生長發(fā)育成為成體細胞之后會逐漸喪失這一特性。人類一直在尋找方法讓已分化的成體細胞逆轉(zhuǎn)，使之重新獲得類似胚胎發(fā)育早期的“多潛能性”，并將其重新定向分化成為有功能的細胞或器官，應(yīng)用于治療多種重大疾病。此前，通過借助卵母細胞進行細胞核移植或者使用導(dǎo)入外源基因的方法，體細胞被證明可以被進行“重編程”獲得“多潛能性”，這兩項技術(shù)因此獲得了2012年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。此番鄧宏魁團隊的研究成果則開辟了一條全新途徑，僅使用小分子化合物這樣一個簡單的手段就能夠誘導(dǎo)體細胞的重編程。這個新方法擺脫了以往技術(shù)手段對于卵母細胞和外源基因的依賴，避免重編程技術(shù)進一步應(yīng)用所遭受的一些質(zhì)疑，例如破壞胚胎或基因突變風(fēng)險等。這項成果提供了更加簡單和安全有效的方式來重新賦予成體細胞“多潛能性”，是體細胞重編程技術(shù)的一個飛躍，這為未來細胞治療及人造器官提供了理想的細胞來源，開辟了一條全新的實現(xiàn)體細胞重編程的途徑，給未來應(yīng)用再生醫(yī)學(xué)治療重大疾病帶來了新的可能。

據(jù)了解，在這項研究中，鄧宏魁團隊僅使用四個小分子化合物的組合對體細胞進行處理就可以成功地逆轉(zhuǎn)其“發(fā)育時鐘”，實現(xiàn)體細胞的“重編程”。使用這項技術(shù)，他們成功地將已經(jīng)特化的小鼠成體細胞誘導(dǎo)成為了可以重新分化發(fā)育為各種組織器官類型的“多潛能性”細胞，并將其命名為“化學(xué)誘導(dǎo)的多潛能干細胞（CiPS細胞）”。這項新技術(shù)讓人驚奇的是，原本人們認為復(fù)雜而嚴密的分化發(fā)育過程竟然可以通過如此簡單的方式實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，而在研究中一只名叫“貝貝”的嵌合小鼠的出生，意味著用化學(xué)方法將成體細胞重編程得到的“多潛能干細胞”具有和“胚胎干細胞”同樣的分化發(fā)育的能力。

為了明確化學(xué)誘導(dǎo)的體細胞重編程過程發(fā)生的機制，鄧宏魁研究組還進一步研究了這一過程中的分子水平的路徑。結(jié)果顯示“化學(xué)誘導(dǎo)的體細胞重編程”的過程是一條有別于以往體細胞重編程方法的全新途徑。更有意思的是，這條新途徑的早期變化過程同低等動物再生的早期過程中所涉及的分子機制比較類似。

據(jù)介紹，這項研究成果還有助于我們更好地理解細胞命運決定和細胞命運轉(zhuǎn)變的機制，使得人類未來有可能通過使用小分子化合物的方法直接在體內(nèi)改變細胞的命運。如果這一目標得以實現(xiàn)，許多難以治療的疾病將會得到全新的解決方案，整個再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也將會發(fā)生新的變革。

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