突破诺奖得主老方法!中科院让细胞“返老还童”

梅州网  www.meizhou.cn  2018-04-07 15:56   来源: 南方网
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  南方网讯(全媒体记者/曹斯 通讯员/黄博纯)广东科学家历经5年探索,在全球率先开发出一套“魔法药水”,用它们为细胞“洗澡”,能将多种体细胞类型变成干细胞,实现多种体细胞类型的“返老还童”。4月6日,相关成果在线发表在国际干细胞权威杂志《细胞·干细胞》上。

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科学家正向细胞中加入“魔法药水”。通讯员供图

  “解锁”细胞命运的“密码串”

  如果能把人类的细胞“变”回干细胞,在一定条件下,它又可以分化成多种功能细胞。这意味着,细胞回到了“年轻”时候的样子,还可创造无限可能。

  中科院广州生物医药与健康研究院裴端卿研究员领衔的科研团队经过5年的努力,开发出一套高效、简单的化学小分子诱导多能干细胞的方法,即化合物诱导干细胞多能性。

  该方案只需要给细胞用两种不同的“药水”依次“洗澡”,便可以将体细胞“返老还童”到干细胞的状态。和过去的办法相比,这一方法简单、高效,所需的初始细胞量少。更重要的是,可以实现多种体细胞类型“返老还童”,包括在体外极难培养的干细胞。

  这些神奇的“魔法药水”是如何将成体细胞诱导到胚胎发育早期的多能干细胞状态的?研究团队的科学家表示,细胞的命运是受细胞核内部的“信息中枢”染色质的状态控制。染色质的开放(1)与关闭(0)状态总和,构成了决定细胞命运的状态。这种情况就犹如计算机二进制的“密码串”,将细胞“锁”在了特定状态。

  科研团队进一步研究发现,在成体细胞的开放染色质位点周围,有AP—1及ETS等转录因子家族成员看守着;在胚胎干细胞中,则有OCT、SOX和KLF等转录因子家族成员看守。细胞的“返老还童”就是由成体细胞看守的染色质由开放到关闭,而干细胞看守的染色质则由关闭到开放的更替过程。

  研究过程中,科学家们采用药物来精细地调节细胞染色质“密码串”上的密码状态。首先,他们采用一组药物将体细胞命运状态“解锁”,进而采用另一组药物将细胞命运驱动到多能干细胞状态,进而实现了细胞命运的“返老还童”。

  突破诺奖得主的原有方法

  让细胞“返老还童”的方法不止一个。2012年诺贝尔生理学或医学奖得主山中伸弥是诱导多功能干细胞创始人之一。2007年,山中伸弥所在的研究团队通过对小鼠的实验,发现了诱导人体表皮细胞,使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。他们用这样的方法诱导出的干细胞,可转变为心脏和神经细胞,为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。这被业界称为“山中伸弥方法”,免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约,因此在全世界被广泛应用。但他的研究是利用病毒载体进行逆转录,容易致癌,对于以后的临床应用有较大风险。

  相比之下,裴端卿团队的新方法更为简单、高效。因为没有引入外源基因,这一方法操作简便、诱导过程条件均匀、标准化,将为干细胞应用提供安全、高效的制备干细胞的方法,具有广阔应用市场。它也为开辟药物诱导细胞命运转变提供了新方向,将大力推动干细胞及再生医学的发展,服务于我国的医疗与卫生事业。

  论文共同通讯作者为裴端卿研究员、刘晶研究员。广州生物院李东伟博士、余胜勇硕士、博士生曹尚涛为论文的共同第一作者。研究工作得到了国家重点研发项目、中科院、国家自然科学基金、广东省和广州市的经费支持。

责任编辑: 黄炜明

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