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探讨干细胞热点问题

日期:2014-04-16 00:00:00

细胞分化对于所有多细胞生物的发育,生长,繁殖和寿命来说,是一个十分重要的过程,在过去四十年里,这个过程中的调控机制已经成为了科学家们研究的焦点之一。

日前,来自京都大学 iPS 细胞研究所的研究人员在《Cell》发表综述文章,针对分化,干细胞再生和可塑性等问题展开了探讨,指出有必要重新评价整个实验体系和研究模型。

领导这一研究的是 2012 年诺贝尔生理/医学奖得主山中伸弥教授,这位科学家在干细胞研究领域赫赫有名,是iPS技术研究的鼻祖,与另外一位科学家率先研发出多能干细胞诱导重编程技术。

自然干细胞与诱导干细胞的研究在近年来发展迅猛,特别是人类诱导多能干细胞(human-induced pluripotent stem cells,hiPSCs)分化的各种细胞对于药物筛选、再生医学及发育生物学的研究均具有重要意义,比如来自重编程体细胞的肝细胞为肝脏再生医学,药物研发提出了无限的希翼。

但是山中伸弥教授在这篇文章中指出,以往的,以及近期植物和动物的细胞分化研究颠覆了许多既定的观念,这使得大家不得不重新评估现有的研究体系,以及被用于细胞分化和其它生物学进程中的模型规范。

比如此前认为通过人工表达POU结构域转录因子1(OCT3/4),性别决定区Y-box 2(SOX2),Kruppel样因子4(KLF4),以及髓细胞癌基因(c-MYC)——OSKM诱导多能干细胞,通常是一种低效且随机的事件。

然而近期研究人员发现大多数人皮肤成纤维细胞在接受到OSKM信号后能启动重编程过程。

研究人员指出,在七天内,约有20%的这些转导细胞成为TRA-1-60抗原阳性,这也就是人多能性干细胞最具特异性的标志物之一。但是这些新生的重编程细胞中只有一小部分(约1%)在换板后繁殖成诱导多能干细胞。

通过进一步实验,研究人员发现许多TRA-1-60阳性细胞在随后的培养中又恢复成了阴性。对于先前报道的能提高直接重编程效率的作用因子中,研究人员认为LIN28能极大的抑制重编程的反复性,而不是 NANOG,细胞周期蛋白D1(Cyclin D1) 或p53 shRNA。

这些研究数据表明,在人成纤维细胞直接重编程进程中,是成熟过程,而不是启动过程限制了重编程,而且各种重编程作用因子具有各自不同的作用方式。

此外,山中伸弥研究组还在另外一项研究中,发现通过细胞重编程技术(iPS),能使正常染色体成功替代环状染色体,校正大规模的染色体缺陷。

这些干细胞研究领域的最新进展也都在告诉大家细胞分化,干细胞,再生以及可塑性研究到了重新思考的时候了。

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