Cell：深入認識誘導性多能干細胞產生過程

來源：作者：人氣：-發表時間：2017-02-06 09:08:00【大中小】

在一項新的研究中，來自美國加州大學洛杉磯分校伊萊和伊迪特-布羅德再生醫學與干細胞研究中心的研究人員證實特定蛋白如何能夠改變皮膚細胞的身份或者說細胞特征，和產生誘導性多能干細胞（iPS細胞）。ips細胞能夠轉化為體內任何一種細胞類型。這項研究可能影響治愈疾病的健康組織形成。相關研究結果發表在2017年1月26日那期Cell期刊上，論文標題為“Cooperative Binding of Transcription Factors Orchestrates Reprogramming”。

iPS細胞是在10年前首次被制造出來的：當時科學家證實皮膚細胞或血細胞等組織特異性細胞能夠從人體中提取出來，經重編程后返回到一種多能性狀態。這些多能性細胞隨后能夠轉化為人體內任何一種細胞類型。鑒于ips細胞是利用病人自己的細胞制造出來的，它們在遺傳上與病人完美匹配，因此有巨大潛力用于制造健康的病人特異性的組織和細胞，從而可能能夠在不存在免疫排斥的情形下治療或逆轉疾病。

通過一種涉及加入被稱作轉錄因子的蛋白的過程，組織特異性細胞經重編程返回到一種多能性狀態。四種特定的轉錄因子（Oct4, Sox2, Klf4和cMyc）通常用于這種重編程過程中。這些轉錄因子導致組織特異性細胞關閉它自己的身份和激活多能性細胞的特征。然而，科學家們并沒有詳細地了解這四種轉錄因子如何影響這種過程。特別地，這些轉錄因子如何抑制組織特異性細胞的身份是不清楚的，這是因為它們通常并不作為抑制劑發揮功能。

在這項新的研究中，研究人員將這四種轉錄因子加入到小鼠皮膚細胞中，繪制這些轉錄因子與這種細胞DNA的相互作用圖譜。他們鑒定出改變細胞身份的DNA位點，從而獲得關于這些DNA位點如何對這些細胞產生這種影響提供獨特的認識。當他們分析這些數據時，他們取得兩項關鍵的發現：這些轉錄因子同時地關閉小鼠皮膚細胞的身份和激活多能性；在這四種轉錄因子中，有三種轉錄因子需要合作定位和調節這些DNA位點。

進一步地，研究人員利用這些數據預測哪些額外的轉錄因子可能增強這種細胞重編程過程，隨后加入第五種轉錄因子到這些小鼠皮膚細胞中。這種新的轉錄因子組合更加高效地抑制這些組織特異性細胞的身份，這會加快轉變到多能性狀態，100倍地增加這種細胞重編程過程的效率。

通過理解皮膚細胞轉化為多能性細胞的重編程過程，研究人員能夠優化這種過程來增加它的一致性。隨著這項研究進一步向前推進，科學家能夠開發和測試將一種細胞類型改變為任何一種其他細胞類型的新方法。再者，準確地鑒定轉錄因子如何改變細胞身份，以及發現增加這種過程效率的方法是有效地利用源自干細胞的組織或細胞治療很多致命性疾病的努力的兩個關鍵的步驟。

原文來源

Cooperative Binding of Transcription Factors Orchestrates Reprogramming