专家解读丨揭开细胞「返老还童」的秘密，剑桥

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

专家解读丨揭开细胞「返老还童」的秘密，剑桥团队发现重编程关键调节因子，或可快速高效生产全能干细胞

2022-04-08 19:25 来源: 交流工业馆

原标题：专家解读丨揭开细胞「返老还童」的秘密，剑桥团队发现重编程关键调节因子，或可快速高效生产全能干细胞

胚胎干细胞具有广阔的临床应用前景，然而，其在医学应用上存在着免疫排斥以及伦理限制等问题。因此，研究人员一直在寻找其他途径代替胚胎干细胞。

目前，研究人员已经实现通过细胞重编程的方法让患者的体细胞转化为干细胞供自身使用。这种由体细胞向干细胞的转变称为细胞重编程。实现方法包括转录因子诱导、体细胞核移植、细胞融合，以及细胞质孵育等。

其中，通过向体细胞内导入特定的转录因子来产生的多能干细胞称为诱导性多能干细胞（iPSC）。2006 年，日本京都大学 Shinya Yamanaka 教授 Cell 杂志上率先报道了诱导性多能干细胞的研究，并因这项研究获得了 2012 年的诺贝尔生理学和医学奖。

这种诱导性多能干细胞在形态、基因、蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞类似。由于能使成体细胞 “返老还童” 为干细胞，对于诱导性多功能干细胞的研究迅速得到学术界的高度关注，这项技术不仅避免了伦理学争论，更使大众对细胞治疗和再生医学充满期待。

但是现阶段，研究人员一直受困于诱导率低、速度慢、组成复杂等障碍，难以大规模快速生产高质量的多能干细胞，除此之外，诱导体细胞重编程产生的绝大多数是 primed 多能干细胞，而非 naive 多能干细胞。

近日，英国剑桥大学巴布拉罕研究所的科学家发现了促进人类干细胞重编程到 naive 状态的关键因素，揭示了一种细胞重编程的关键调节器，并提供了一种生产人类 naive 状态多能干细胞更高效、更快的方法。目前，这项研究发现已经发表在 Science Advances 上。

专家解读丨揭开细胞「返老还童」的秘密，剑桥

（来源： Science Advances ）

“这个研究的思路是基于细胞发育过程中的内在调控来挖掘发育生物学过程中分化或脱分化的内在驱动力，然后通过外界手段，特别是化合物的刺激来实现转录的调控。” 对于这项研究发现，睿健医药创始人兼首席执行官魏君博士告诉生辉。据悉，这一思路与睿健医药的重编程方式类似。

发现关键调节因子，可快速高效生产 naive 干细胞

在发育生物学中有两个重要概念：naive 和 primed。这个概念最早是由英国剑桥大学威尔卡姆干细胞研究中心 Austin Smith 教授在小鼠胚胎及干细胞研究中提出来的。以小鼠胚胎干细胞为代表的细胞类型称之为 naive 状态，也就是通常意义上的全能干细胞，而以小鼠外胚层干细胞为代表的细胞类型则称之为 primed 状态，它们在发育时期上比胚胎干细胞稍晚、分化潜能略差。

具体到人类而言，人类多能干细胞也可分为 naive 和 primed 两种状态，这两种类型的多能干细胞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。

该论文的通讯作者、这项研究的负责人 Peter Rugg-Gunn 博士指出，“处于 naive 状态的人类多能干细胞复制着床前胚胎中细胞的关键分子和细胞特征，在特定条件下诱导 naive 状态多能干细胞会形成类似于早期囊胚发育阶段的结构。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，而且这些细胞在个性化医疗中具有重要的用途。”

专家解读丨揭开细胞「返老还童」的秘密，剑桥

图｜巴布拉罕研究所 Peter Rugg-Gunn 博士（来源：Babraham Institute）

Peter Rugg-Gunn 先前在剑桥大学 Roger Pedersen 实验室和多伦多儿童医院进行干细胞表观遗传调控等方面的研究。2011 年，他加入巴布拉罕研究所，并于 2017 年获得该研究所的终身职位，同时他还是该研究所的公众参与负责人、剑桥干细胞研究所的首席研究员。

现有的重编程方法，绝大多数会产生 primed 多能干细胞，这种细胞比 naive 多能干细胞在发育上更晚一些。