7月18日，Science雜志（Science Express）刊登了北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄧宏魁教授和趙揚(yáng)博士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在生命科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性的研究成果——用小分子化合物誘導(dǎo)體細(xì)胞重編程為多潛能干細(xì)胞,。該成果開(kāi)辟了一條全新的實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞重編程的途徑,，給未來(lái)應(yīng)用再生醫(yī)學(xué)治療重大疾病帶來(lái)了新的可能。
在這項(xiàng)研究中,，鄧宏魁團(tuán)隊(duì)僅使用四個(gè)小分子化合物的組合對(duì)體細(xì)胞進(jìn)行處理就可以成功的逆轉(zhuǎn)其“發(fā)育時(shí)鐘”,，實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞的“重編程”。使用這項(xiàng)技術(shù),，他們成功的將已經(jīng)特化的小鼠成體細(xì)胞誘導(dǎo)成為了可以重新分化發(fā)育為各種組織器官類(lèi)型的“多潛能性”細(xì)胞,，并將其命名為“化學(xué)誘導(dǎo)的多潛能干細(xì)胞（CiPS細(xì)胞）”。
哺乳動(dòng)物細(xì)胞只有在胚胎的早期發(fā)育階段具有分化為各種類(lèi)型組織和器官的“多潛能性”,，而隨著生長(zhǎng)發(fā)育成為成體細(xì)胞之后會(huì)逐漸喪失這一特性,。人類(lèi)一直在尋找方法讓已分化的成體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)，使之重新獲得類(lèi)似胚胎發(fā)育早期的“多潛能性”,，并將其重新定向分化成為有功能的細(xì)胞或器官,，應(yīng)用于治療多種重大疾病。此前,，通過(guò)借助卵母細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞核移植或者使用導(dǎo)入外源基因的方法,，哺乳動(dòng)物體細(xì)胞被證明可以被進(jìn)行“重編程”獲得“多潛能性”，這兩項(xiàng)技術(shù)共同獲得了2012年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),。
鄧宏魁團(tuán)隊(duì)的研究成果則開(kāi)辟了一條全新途徑,，僅使用小分子化合物這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的手段就能夠誘導(dǎo)體細(xì)胞的重編程。這個(gè)新方法擺脫了以往技術(shù)手段對(duì)于卵母細(xì)胞和外源基因的依賴(lài),，避免重編程技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用所遭受的一些質(zhì)疑,，例如破壞胚胎或基因突變風(fēng)險(xiǎn)等。這項(xiàng)成果提供了更加簡(jiǎn)單和安全有效的方式來(lái)重新賦予成體細(xì)胞 “多潛能性”,，是體細(xì)胞重編程技術(shù)的一個(gè)飛躍,，這為未來(lái)細(xì)胞治療及人造器官提供了理想的細(xì)胞來(lái)源。
這項(xiàng)新技術(shù)讓人驚奇的是,，原本人們認(rèn)為復(fù)雜而嚴(yán)密的分化發(fā)育過(guò)程竟然可以通過(guò)如此簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn),。為了明確化學(xué)誘導(dǎo)的體細(xì)胞重編程過(guò)程發(fā)生的機(jī)制,，鄧宏魁研究組還進(jìn)一步研究了這一過(guò)程中的分子水平的路徑。結(jié)果顯示“化學(xué)誘導(dǎo)的體細(xì)胞重編程”的過(guò)程是一條有別于以往體細(xì)胞重編程方法的全新途徑,。更有意思的是,，這條新途徑的早期變化過(guò)程同低等動(dòng)物再生的早期過(guò)程中所涉及的分子機(jī)制比較類(lèi)似。
此外,，這項(xiàng)研究成果還有助于我們更好地理解細(xì)胞命運(yùn)決定和細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)變的機(jī)制,，使得人類(lèi)未來(lái)有可能通過(guò)使用小分子化合物的方法直接在體內(nèi)改變細(xì)胞的命運(yùn)。如果這一目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn),，許多難以治療的疾病將會(huì)得到全新的解決方案,，整個(gè)再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也將會(huì)發(fā)生新的變革。
鄧宏魁和趙揚(yáng)是這一研究成果的共同通訊作者,。鄧宏魁教授是北大－清華生命科學(xué)聯(lián)合中心成員,。侯萍萍、李艷琴,、張旭,、劉純,、關(guān)景洋,、酈宏剛均為該研究成果的主要作者。趙挺,、葉俊青,、劉康、楊煒?lè)?、葛建,、徐君和張薔在該課題中有重要貢獻(xiàn)。這項(xiàng)研究得到了干細(xì)胞研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃,、國(guó)家自然科學(xué)基金委等的資助,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1126/science.1239278
PMC:
PMID:
Pluripotent Stem Cells Induced from Mouse Somatic Cells by Small-Molecule Compounds
Pingping Hou1,*, Yanqin Li1,*, Xu Zhang1,2,*, Chun Liu1,2,*, Jingyang Guan1,*, Honggang Li1,*, Ting Zhao1,†, Junqing Ye1,2,†, Weifeng Yang3,†, Kang Liu1,†, Jian Ge1,2,†, Jun Xu1,†, Qiang Zhang1,2,†, Yang Zhao1,‡, Hongkui Deng1,2,‡
Pluripotent stem cells can be induced from somatic cells, providing an unlimited cell resource, with potential for studying disease and use in regenerative medicine. However, genetic manipulation and technically challenging strategies such as nuclear transfer used in reprogramming limit their clinical applications. Here, we show that pluripotent stem cells can be generated from mouse somatic cells at a frequency up to 0.2% using a combination of seven small-molecule compounds. The chemically induced pluripotent stem cells (CiPSCs) resemble embryonic stem cells (ESCs) in terms of their gene expression profiles, epigenetic status, and potential for differentiation and germline transmission. By using small molecules, exogenous “master genes” are dispensable for cell fate reprogramming. This chemical reprogramming strategy has potential use in generating functional desirable cell types for clinical applications.
