加拿大Lunenfeld-Tanenbaum研究所牽頭的研究團(tuán)隊(duì)，日前以兩篇Nature三篇Nature Communications的形式公布了細(xì)胞重編程研究Project Grandiose的成果。
賽默飛蛋白生物學(xué)與分子生物學(xué)產(chǎn)品精彩*+免費(fèi)試用
*篇Nature文章描述了體細(xì)胞重編程得到的一種新型小鼠多能干細(xì)胞，F(xiàn)-class細(xì)胞。F-class細(xì)胞不論是形態(tài)還是分子都與之前的iPSC大不相同，能夠分化成為所有三種胚胎前體組織。在體外，F(xiàn)-class細(xì)胞比其他干細(xì)胞增殖得更快，而且具有低附著的特點(diǎn)。
“令我非常激動(dòng)的是，這項(xiàng)研究帶來(lái)了一個(gè)新的理念，細(xì)胞重編程能獲得不同類型的多能干細(xì)胞，”加州大學(xué)的干細(xì)胞生物學(xué)家Paul Knoepfler評(píng)論道。
“這項(xiàng)研究告訴我們，不要隨便假定現(xiàn)有多能干細(xì)胞代表了全部的多能狀態(tài)。實(shí)際上多能性狀態(tài)有很多，或者說(shuō)細(xì)胞重編程可以達(dá)到新的多能狀態(tài)，”Salk生物研究所的發(fā)育生物學(xué)家Juan Carlos Izpisua Belmonte說(shuō)，他在本期Nature雜志上針對(duì)這一成果進(jìn)行了點(diǎn)評(píng)。（詳見：Nature：細(xì)胞多能性誘導(dǎo)指南）
第二篇Nature文章為人們提供了一個(gè)詳細(xì)的路線圖，揭示了體細(xì)胞重編程達(dá)到不同多能狀態(tài)的途徑，包括F-class狀態(tài)。研究人員生成F-class細(xì)胞用的就是山中伸彌的那幾個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，只不過(guò)維持F-class細(xì)胞需要這些因子更高水平穩(wěn)定表達(dá)。研究顯示，F(xiàn)-class細(xì)胞的表觀基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白組都與iPS細(xì)胞大為不同。此外，F(xiàn)-class細(xì)胞基因組中的H3K27me3比體細(xì)胞少，但比胚胎干細(xì)胞（ESC）要多得多。
                               
研究人員每隔幾天就要取細(xì)胞樣本對(duì)重編程進(jìn)行分析，這是一個(gè)相當(dāng)艱苦的工作。他們分別在三篇Nature Communications文章中，展現(xiàn)了成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄芗?xì)胞時(shí)RNA、蛋白和表觀遺傳學(xué)修飾發(fā)生的改變。現(xiàn)在這些數(shù)據(jù)集可以在Stemformatics上獲得。
F-class細(xì)胞是否天然存在于小鼠胚胎中，這一點(diǎn)目前還不得而知。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的干細(xì)胞學(xué)家Andras Nagy認(rèn)為，這些細(xì)胞可能只存在于體外，因?yàn)樗鼈冃枰膫€(gè)轉(zhuǎn)基因高水平表達(dá)。但這并不影響它們的實(shí)用性，“只有對(duì)這些多能干細(xì)胞有足夠深入的了解，我們才能zui終獲得有治療價(jià)值的細(xì)胞，”Nagy說(shuō)。
“在某些方面，F(xiàn)-class細(xì)胞是研究疾病和開發(fā)藥物的理想干細(xì)胞，與iPS細(xì)胞相比它們?cè)诟?jiǎn)單的條件下生長(zhǎng)得更快，”文章的共同作者Thomas Preiss說(shuō)。“分子水平如此大相徑庭的細(xì)胞同樣具有多能性，這很出人意料。”
下一步研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃生成人類F-class細(xì)胞，并進(jìn)一步分析F-class細(xì)胞的分化潛力。“這些數(shù)據(jù)能幫助我們理解重編程到底是什么，”Knoepfler說(shuō)。