本期Science雜志發表的一項研究指出,細胞重編程的發生與我們的想象并不完全一樣。西班牙國家癌癥研究中心CNIO的研究團隊發現,組織損傷是細胞回到胚胎狀態的一個關鍵因素。受損細胞會給旁邊的細胞發送信號使其獲得胚胎特性,進而促成組織修復。
iPS細胞重編程為山中伸彌贏得了諾貝爾獎,也打開了再生醫學的大門。該技術通過引入OSKM四個基因,使成體細胞回到胚胎狀態,轉變為多能細胞。Manuel Serrano及其團隊分析了在活組織中用OSKM誘導重編程的過程。他們看到的現象改變了迄今為止人們對這一過程的普遍認識。
“山中伸彌的基因不足以在成體組織高度特化的細胞中誘導重編程或多能性,” CNIO的Lluc Mosteiro解釋道。研究表明,組織損傷可以補充OSKM基因的活性,在其中起到了關鍵性作用。
組織損傷與重編程之間的關系由促炎癥分子IL6介導。如果沒有IL6,OSKM基因誘導重編程的效率要低得多。研究人員指出iPS重編程過程應該是這樣的:OSKM基因的表達給細胞造成損傷,細胞因此分泌IL6,這種分子誘導旁邊一些細胞重編程。他們希望在此基礎上增強重編程效率,促進受損組織的再生。
iPS技術的具體機制和臨床應用還存在不少爭議。舉例來說,越來越多的研究者們相信,源自不同組織的多能干細胞對自己身世有一種“表觀遺傳學記憶”,這種記憶會顯著影響誘導多能細胞(iPSC)的分化。不過Stem Cell Reports雜志上發表的一項最新研究對此提出了挑戰。這項研究表明,來源于不同組織的iPSC對重編程同樣敏感。
iPS的安全問題也同樣備受關注。iPSC分化而成的細胞到底會不會引起人體的免疫排斥呢?
為了明確自體hiPSC(人類iPSC)的免疫原性,徐洋教授領導研究團隊構建了一個更有力的研究模型。他們在小鼠體內建立了功能性的人類免疫系統,并在這種人源化小鼠模型(Hu-mice)中分析了自體hiPSC衍生細胞的免疫原性。
Nature Methods雜志在十周年之際推出了紀念特刊,點評了在過去十年中對生物學研究影響最深的十大技術,其中就包括細胞重編程。iPS技術鼻祖山中伸彌教授,在這個特刊中發表文章解讀了細胞重編程的命運。山中伸彌教授因這一技術獲得了2012年的諾貝爾生理/醫學獎。
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