人類成體細(xì)胞“走回頭路” 化學(xué)小分子成功誘導(dǎo)出人干細(xì)胞

2022-04-18 17:28:46來源：化工儀器網(wǎng) 閱讀量：95 評(píng)論

導(dǎo)讀：近日，一項(xiàng)干細(xì)胞相關(guān)的新研究引發(fā)熱議。由北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大—清華生命聯(lián)合中心鄧宏魁研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用化學(xué)小分子實(shí)現(xiàn)細(xì)胞命運(yùn)的重編程，將人成體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦杉?xì)胞。

　　人體內(nèi)含有220 余種細(xì)胞，有機(jī)整合組成復(fù)雜的組織和器官，發(fā)揮著特定功能。其中，位于細(xì)胞系起源的原始細(xì)胞被稱為干細(xì)胞。干細(xì)胞進(jìn)行體外分離、培養(yǎng)、定向誘導(dǎo)分化，進(jìn)而培養(yǎng)出一批全新的、更年輕的細(xì)胞組織，代替衰老或非正常死亡的細(xì)胞。如今的干細(xì)胞被稱為再生技術(shù)核心，為傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)無法解決的疾病治療帶來革命性突破。

　　近日，一項(xiàng)干細(xì)胞相關(guān)的新研究引發(fā)熱議。由北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大—清華生命聯(lián)合中心鄧宏魁研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用化學(xué)小分子實(shí)現(xiàn)細(xì)胞命運(yùn)的重編程，將人成體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦杉?xì)胞。該項(xiàng)成果刊發(fā)于《自然》。

　　據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，只需在人皮膚細(xì)胞的培養(yǎng)液中滴上幾種化學(xué)小分子制劑，一個(gè)月后皮膚細(xì)胞就能轉(zhuǎn)變?yōu)槎酀撃芨杉?xì)胞，具有重新發(fā)育成所有已知的人體細(xì)胞類型的能力。

　　在生物技術(shù)用于干細(xì)胞誘導(dǎo)之前，研究學(xué)者或者臨床醫(yī)生多從胎盤、臍帶等多潛能干細(xì)胞可以從早期胚胎里面獲得，但獲得的干細(xì)胞發(fā)育能力有限，尤其在重病之王癌癥面前，毫無還手之力。人們將希望寄于干細(xì)胞。隨時(shí)獲得干細(xì)胞，不再依賴胚胎。讓已經(jīng)分化的人類成體細(xì)胞“走回頭路”回轉(zhuǎn)為干細(xì)胞成為目標(biāo)。

　　但這一目標(biāo)還需要依靠制備技術(shù)作基底。

　　研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)蠑螈等低等動(dòng)物受到損傷后實(shí)現(xiàn)肢體再生，可塑的中間狀態(tài)是必過關(guān)。受該發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向研究人體干細(xì)胞的中間態(tài)度。沿著一種特定的“可塑性中間態(tài)”作為整個(gè)細(xì)胞逆分化的“跳板”這一思路，研究團(tuán)隊(duì)研究出20多種不同的策略，進(jìn)行了上百萬種化學(xué)小分子組合的篩選。最終發(fā)現(xiàn)高度分化的成體細(xì)胞在特定的化學(xué)小分子組合的作用下，同樣可以發(fā)生類似低等動(dòng)物組織再生中的去細(xì)胞分化現(xiàn)象，獲得具有一定可塑性的中間狀態(tài)。

　　人類成體細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)調(diào)控十分復(fù)雜，遠(yuǎn)超過其他試驗(yàn)用物種，且不太響應(yīng)化學(xué)小分子外源的刺激。人類成體細(xì)胞的表觀遺傳限制是極其嚴(yán)格的，通過化學(xué)重編程激發(fā)人類成體細(xì)胞獲得多潛能性幾乎無可能。

　　2012年，諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了“體細(xì)胞重編程技術(shù)”，當(dāng)時(shí)用于重編程的轉(zhuǎn)錄因子是一種基因物質(zhì)，雖然解決了第一步重編的問題，但重編程效率較低且有致癌風(fēng)險(xiǎn)，而且該技術(shù)缺少可控性，成為通往臨床的阻礙。如今，團(tuán)隊(duì)通過化學(xué)小分子將已經(jīng)分化的人體細(xì)胞逆向轉(zhuǎn)變?yōu)楦杉?xì)胞，順利解決了技術(shù)問題。

　　相比涉及基因的變化及傳統(tǒng)的技術(shù)體系相比，化學(xué)小分子誘導(dǎo)干細(xì)胞更加安全和簡(jiǎn)單、易于標(biāo)準(zhǔn)化、易于調(diào)控，將大大加快干細(xì)胞用于重大疾病的治療，大大加快其進(jìn)入臨床應(yīng)用的進(jìn)程。

　　此外，在個(gè)體化制備、細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)化制備方面，化學(xué)小分子誘導(dǎo)均有優(yōu)勢(shì)，且操作簡(jiǎn)單，時(shí)空調(diào)控性強(qiáng)，作用可逆，合成儲(chǔ)存方便，易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

　　下一步，團(tuán)隊(duì)用化學(xué)誘導(dǎo)干細(xì)胞已進(jìn)一步培養(yǎng)出人體胰島細(xì)胞，并在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物上實(shí)驗(yàn)成功，未來可用于治療糖尿病。

　　在安全性方面，之前在小鼠試驗(yàn)已經(jīng)證明，化學(xué)誘導(dǎo)干細(xì)胞攜帶的遺傳突變顯著少于傳統(tǒng)方法誘導(dǎo)的干細(xì)胞，而且產(chǎn)生的嵌合體小鼠在長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月的觀察期內(nèi)不產(chǎn)生腫瘤、全部健康存活。同時(shí)，制備干細(xì)胞分化出來的胰島細(xì)胞移植入小鼠和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型體內(nèi)，經(jīng)過長(zhǎng)期觀察未發(fā)現(xiàn)腫瘤。

　　目前，干細(xì)胞研究涉及生命科學(xué)及生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域，除了對(duì)細(xì)胞治療、組織器官移植、基因治療具有重要推動(dòng)作用外，還將對(duì)新基因的發(fā)現(xiàn)、基因功能分析、新藥開發(fā)、藥效與藥物毒性評(píng)估等領(lǐng)域產(chǎn)生重要的影響。

　　原標(biāo)題：人類成體細(xì)胞“走回頭路” 化學(xué)小分子成功誘導(dǎo)出人干細(xì)胞

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