隨著世界和中國人口老齡化的到來,，衰老及其相關(guān)疾病的研究已經(jīng)越來越多地引起人們的重視,。盡管各種老年病的表現(xiàn)各異,，但線粒體功能異常是其中不可忽視的重要因素之一。2013年7月11日,，《Cell Metabolism》雜志在線發(fā)表了中科院生物物理研究所劉光慧團隊題為"Mitochondrial Regulation in Pluripotent Stem Cells"的特邀綜述（Review Article）,。文章基于國際上已發(fā)表的數(shù)據(jù)及該課題組的最新研究進展，系統(tǒng)探討了線粒體在多能干細胞干性維持,、分化及體細胞重編程的中的重要作用,，深入分析了人類線粒體相關(guān)疾病的干細胞模型及其在藥物篩選中的前景，同時展望了未來利用人類基因組靶向修飾技術(shù)治療線粒體相關(guān)疾病的可行性,。
圖：利用人多能干細胞進行線粒體疾病治療的可能策略
作為一種獨立攜帶遺傳信息的細胞器,，線粒體的功能障礙來自于細胞核編碼基因或者線粒體自身DNA的突變。文章重點論述了誘導(dǎo)多能干細胞（iPSC）技術(shù)對于線粒體相關(guān)疾病的機制研究,、致病基因的靶向矯正,、以及細胞治療等方面的重要意義。作者認為：對于核基因組突變引起的線粒體疾病,，體細胞重編程結(jié)合定向誘導(dǎo)分化技術(shù)可以有效模擬疾病的發(fā)生和病理,。在誘導(dǎo)多能干細胞階段，可利用HDAdV等基因組靶向修飾工具,，原位修復(fù)突變的致病基因,，應(yīng)用于后續(xù)的移植性治療。對于線粒體DNA的突變,，由于體細胞線粒體的遺傳異質(zhì)性,，因此在體細胞中直接進行線粒體基因組編輯的難度要遠遠高于核基因組。然而,，當對攜帶線粒體基因組突變的患者體細胞進行重編程后，線粒體的異質(zhì)性得到重新"洗牌",，其結(jié)果是：一部分iPSC中突變的線粒體得到大量富集,，而另一部分iPSC里卻幾乎不含有突變的線粒體。文章指出,，以此為策略,，既可產(chǎn)生富含線粒體基因突變的"疾病"iPSC用于病理機制研究，又可以產(chǎn)生低突變或無突變的患者自體iPSC用于后續(xù)的細胞治療，這無疑為臨床上異常棘手的線粒體疾病的治療提供了全新的解決方案,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦英文摘要：
Cell Metabolism doi:org/10.1016/j.cmet.2013.06.005
Mitochondrial Regulation in Pluripotent Stem Cells
Xiuling Xu1, 6, Shunlei Duan1, 6, Fei Yi2, 6, Alejandro Ocampo2, Guang-Hui Liu1, 3, 4, , , Juan Carlos Izpisua Belmonte
Due to their fundamental role in energy production, mitochondria have been traditionally known as the powerhouse of the cell. Recent discoveries have suggested crucial roles of mitochondria in the maintenance of pluripotency, differentiation, and reprogramming of induced pluripotent stem cells (iPSCs). While glycolytic energy production is observed at pluripotent states, an increase in mitochondrial oxidative phosphorylation is necessary for cell differentiation. Consequently, a transition from somatic mitochondrial oxidative metabolism to glycolysis seems to be required for successful reprogramming. Future research aiming to dissect the roles of mitochondria in the establishment and homeostasis of pluripotency, as well as combining cell reprogramming with gene editing technologies, may unearth novel insights into our understanding of mitochondrial diseases and aging.
