干细胞的秘密使研究人员得以重新编程

作者：张馨予

干细胞的秘密使研究人员得以重新编程

　　Babraham研究所的表观遗传学研究项目的研究人员已经能够在全基因组功能筛查后了解更多关于幼稚干细胞重编程的信息。他们的研究发表在今天的《科学进步》杂志上，描述了重编程的关键调节器，并提供了一种更高效、更快的方法来产生人类原始多能干细胞的机会。

　　人类多能干细胞（PSC）是研究细胞如何特化以形成我们身体的每个组织的有用工具。他们有两种不同的状态，准备好的和天真的。这两种类型的PSC都可以自我更新并分化为新的细胞类型，但它们具有不同的功能和分子特征。

　　小组组长Peter Rugg Gunn解释了这些细胞的重要性：“处于幼稚状态的人类PSC复制着床前胚胎中细胞的关键分子和细胞特征。重要的是，当幼稚的PSC在特定条件下被鼓励自组织时，它们会形成类似早期胚泡发育阶段的结构。通过在实验室中培养这些细胞，我们可以了解人类发育过程中发生的关键事件。”它们在个性化医疗中有潜在的用途。但我们需要创造高质量、稳定的干细胞群体，以便能够进行我们的实验。"

　　多能干细胞可以从胚胎中形成，也可以使用诺贝尔奖获得者的方法从特殊细胞中去除细胞特性。大多数重编程实验都会产生启动过的PSC，它们在发育上比幼稚的PSC更先进。幼稚的PSC可以直接从人类植入前胚胎中收集，或者更常见的是，研究人员将启动的PSC暴露在诱导它们成为幼稚的PSC的条件下。现有的重新编程方法效率低下且速度缓慢，阻碍了研究人员快速生产所需数量的高质量干细胞。

　　该研究的首席研究员、博士生亚当·本德尔（Adam Bendall）说：“关于幼稚细胞重编程需要哪些遗传和表观遗传因素，我们知之甚少，这种知识差距限制了重编程条件的设计。”

　　幼稚重编程的低效率表明存在限制细胞进入幼稚状态的障碍。亚当和他的同事通过进行大规模的基因筛查来识别阻碍和帮助重新编程的基因，从而磨练了这些障碍。他们能够识别出大量在幼稚的PSC编程中起关键作用的基因，而这些基因之前与这个过程没有联系。

　　该团队特别关注一种表观遗传复合物，即PRC1。3复合物，在不改变潜在DNA序列的情况下调节基因表达，他们发现这对形成幼稚的PSC至关重要。如果没有这种复合物，正在重新编程的细胞会变成一种完全不同的细胞类型，而不是幼稚的PSC。这表明PRC1的活性。3可以鼓励更多的细胞正确地重新编程，实际上降低了屏障。

　　在确定了促进重编程的因素后，研究人员还研究了阻碍重编程的因素，例如一种名为HDAC2的表观遗传蛋白质。这篇论文的第一作者阿曼达·科利尔博士解释说：“令人兴奋的是，当我们使用选择性化学物质抑制其中一种因素时，天真的PSC重编程发生得更有效、更快。我们能够从两个方面来看待它；我们可以消除障碍，引入推动细胞状态改变的因素。”

　　这项研究不仅提高了科学家制造人类原始PSC的能力，还提供了细胞状态转变过程中发生的分子事件的细节，其中一些在人类胚胎的发育调节中是保守的。

　　Rugg Gunn实验室正在拼凑一个更大谜题的各个部分——对幼稚干细胞的形成和控制的最佳理解。他们之前的研究已经确定了有助于维持细胞处于幼稚阶段的分子因素。组长，彼得·鲁格·冈恩说：“通过建立我们操纵多能干细胞的工具，我们可以花更多的时间询问有关植入前胚胎的重要问题。从长远来看，对幼稚PSC的进一步改进可能会为在个性化疾病模型或细胞治疗中使用这些细胞开辟可能性，尽管这需要更多关于如何区分幼稚PSC的研究。”进入特殊的细胞类型。"

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