發(fā)布時(shí)間：2013-05-27來(lái)源：朱丹萍 供稿：干細(xì)胞所 鄭輝
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)可以將普通的體細(xì)胞重編程為具有與胚胎干細(xì)胞類(lèi)似的分化潛能的細(xì)胞，也就是說(shuō)獲得的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞具有分化成為體內(nèi)絕大多數(shù)種類(lèi)細(xì)胞的能力。與這一技術(shù)密切相關(guān)的細(xì)胞移植也已經(jīng)被認(rèn)為是治療部分遺傳病，器官損傷以及神經(jīng)退行性疾病等的重要潛在手段。而建立該技術(shù)的科學(xué)家也憑此獲得了2012年度諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。為了更好更快地將這一技術(shù)應(yīng)用到疾病治療中，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院一直致力于研究誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)的相關(guān)機(jī)制。
2010年，廣州生物院的裴端卿研究員及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，成纖維細(xì)胞由間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變到上皮細(xì)胞狀態(tài)是重編程早期必需的細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，裴端卿和鄭輝的團(tuán)隊(duì)做了進(jìn)一步的深入研究，發(fā)現(xiàn)在間充質(zhì)狀態(tài)與上皮狀態(tài)之間的多次轉(zhuǎn)換有利于提高重編程效率。研究成果“Sequential introduction of reprogramming factors reveals a time-sensitive requirement of individual factor and a sequential EMT-MET mechanism for optimal reprogramming”已于當(dāng)?shù)貢r(shí)間2013年5月26日在線(xiàn)發(fā)表于《Nature Cell Biology》（《自然·細(xì)胞生物學(xué)》（http://www.nature.com/ncb/journal/vaop/ncurrent/full/ncb2765.html）。
間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)和上皮細(xì)胞狀態(tài)是體內(nèi)兩大細(xì)胞狀態(tài)。而由受精卵發(fā)育為成熟個(gè)體的這一過(guò)程不僅是胚胎干細(xì)胞分化成為多種體細(xì)胞的過(guò)程，也是細(xì)胞在間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)和上皮細(xì)胞狀態(tài)之間多次相互轉(zhuǎn)換的過(guò)程。受中國(guó)傳統(tǒng)陰陽(yáng)太極理念的啟發(fā)，廣州生物院的科學(xué)家們認(rèn)為：在體細(xì)胞向誘導(dǎo)多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)變的過(guò)程中也就是重編程過(guò)程中可能也存在著間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)和上皮細(xì)胞狀態(tài)之間的多次相互轉(zhuǎn)換。廣州生物院的科學(xué)家們通過(guò)控制可以將成纖維細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的四個(gè)因子（Oct4， Klf4， c-Myc 和Sox2）在成纖維細(xì)胞中的表達(dá)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)在重編程細(xì)胞中先表達(dá)Oct4 和Klf4，再表達(dá)c-Myc, 最后表達(dá)Sox2可以大幅度提高重編程效率。通過(guò)將這一方法與四個(gè)因子同時(shí)在成纖維細(xì)胞表達(dá)方法比較，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：1）如果四個(gè)因子同時(shí)在成纖維細(xì)胞中表達(dá)，成纖維細(xì)胞會(huì)由間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變到上皮細(xì)胞狀態(tài)，再轉(zhuǎn)變?yōu)檎T導(dǎo)多能干細(xì)胞； 2）如果四個(gè)因子按照上述順序在成纖維細(xì)胞中表達(dá)，成纖維細(xì)胞會(huì)首先進(jìn)一步向間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變，然后再轉(zhuǎn)變到上皮細(xì)胞狀態(tài)以及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。
這項(xiàng)研究結(jié)果表明，作為體內(nèi)最重要兩大細(xì)胞狀態(tài)，間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)和上皮細(xì)胞狀態(tài)對(duì)胚胎干細(xì)胞分化為體細(xì)胞或者體細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞具有重要意義，而在這兩個(gè)狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)變則是細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)換的重要過(guò)程。該項(xiàng)研究得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)以及國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。
間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)（M）和上皮細(xì)胞狀態(tài)（E）之間的陰陽(yáng)太極。
成纖維細(xì)胞（MEFs）進(jìn)入間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)和上皮細(xì)胞狀態(tài)之間的陰陽(yáng)循環(huán)之后，
首先向間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)進(jìn)一步接近，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)樯掀ぜ?xì)胞狀態(tài)以及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）。
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