成熟的体细胞只有经过两种“药水”的“沐浴”,才能恢复到具有各种分化能力的干细胞状态。记者从中国科学院获悉,最近,中国科学家在世界上第一个发现了一个神奇的公式来“更新”细胞。相关结果今天早上在权威的国际干细胞杂志《细胞干细胞》上发表。
诱导多能干细胞可以帮助人类理解细胞“转化”的奥秘,并为科学界窥探生命本质提供一个窗口。多能干细胞还可以用来再生新的组织和器官,为疾病治疗和再生医学提供“种子”细胞来源。
此前,日本科学家、2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者山中伸弥(shinya yamanaka)使用病毒载体进行基因传递,但它有潜在的致癌风险,对未来的临床应用有更大的风险。为了将体细胞诱导成多能干细胞,来自不同国家的科学家一直在开发新的方法。后来,科学家通过用小化学分子替代山中伸弥因子诱导多能干细胞,但存在许多缺点,如步骤多、时间长、效率低、机制不清等。
中国科学院广州生物医学与健康研究所裴端庆研究员领导的研究团队开发了一套高效、简便的化学小分子诱导多能干细胞方法,简称CIP(多能性化学工业),即复合诱导干细胞多能性。
裴端庆指出,该项目只需用两种不同的“药剂”依次“浸泡”细胞,就可以将体细胞“再生”成干细胞状态。这种方法比以前的方案更简单、更有效,并且需要更少的初始单元。更重要的是,它可以实现各种体细胞类型的“再生”,包括极难体外培养的肝细胞。
这些神奇的“魔药”是如何在胚胎发育早期诱导成人细胞进入多能干细胞状态的?裴端庆说,一个人的所有细胞都有相同的染色质。为什么它们形成不同形状和不同功能的不同细胞?事实证明,在可识别的形态变化发生之前,细胞由于受到限制而向特定方向分化,从而决定了它们未来的发展命运。该小组发现,细胞的命运由细胞核内“信息中心”的染色质状态控制。细胞染色质的开放(1)和封闭(0)状态的总和构成决定细胞命运的状态,就像计算机的二进制“代码串”,从而将细胞“锁定”在特定状态。
裴端庆指出,由于没有引入外源基因,该方法操作简单,诱导工艺条件统一,所有成分清晰规范,为干细胞应用提供了一种安全高效的制备方法,具有广阔的市场应用前景。同时,它为揭示药物引起的细胞命运变化提供了新的方向,将极大地促进干细胞和再生医学的发展,为我国的医疗卫生事业服务。
论文的共同作者是研究员裴端庆和研究员刘晶。曹,李东伟和于胜勇,广州生物学院的博士生,是论文的共同作者。