7月18日,，Science雜志（Science Express）刊登了北京大學生命科學學院鄧宏魁教授和趙揚博士帶領的研究團隊在生命科學領域的一項革命性的研究成果——用小分子化合物誘導體細胞重編程為多潛能干細胞,。該成果開辟了一條全新的實現(xiàn)體細胞重編程的途徑,，給未來應用再生醫(yī)學治療重大疾病帶來了新的可能,。
在這項研究中,，鄧宏魁團隊僅使用四個小分子化合物的組合對體細胞進行處理就可以成功的逆轉其“發(fā)育時鐘”,，實現(xiàn)體細胞的“重編程”,。使用這項技術,，他們成功的將已經(jīng)特化的小鼠成體細胞誘導成為了可以重新分化發(fā)育為各種組織器官類型的“多潛能性”細胞,，并將其命名為“化學誘導的多潛能干細胞（CiPS細胞）”。
哺乳動物細胞只有在胚胎的早期發(fā)育階段具有分化為各種類型組織和器官的“多潛能性”,，而隨著生長發(fā)育成為成體細胞之后會逐漸喪失這一特性,。人類一直在尋找方法讓已分化的成體細胞逆轉，使之重新獲得類似胚胎發(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胞或器官,，應用于治療多種重大疾病。此前,，通過借助卵母細胞進行細胞核移植或者使用導入外源基因的方法,，哺乳動物體細胞被證明可以被進行“重編程”獲得“多潛能性”，這兩項技術共同獲得了2012年諾貝爾生理醫(yī)學獎,。
鄧宏魁團隊的研究成果則開辟了一條全新途徑,，僅使用小分子化合物這樣一個簡單的手段就能夠誘導體細胞的重編程。這個新方法擺脫了以往技術手段對于卵母細胞和外源基因的依賴,，避免重編程技術進一步應用所遭受的一些質疑,，例如破壞胚胎或基因突變風險等。這項成果提供了更加簡單和安全有效的方式來重新賦予成體細胞 “多潛能性”，是體細胞重編程技術的一個飛躍,，這為未來細胞治療及人造器官提供了理想的細胞來源,。
這項新技術讓人驚奇的是，原本人們認為復雜而嚴密的分化發(fā)育過程竟然可以通過如此簡單的方式實現(xiàn)逆轉,。為了明確化學誘導的體細胞重編程過程發(fā)生的機制,，鄧宏魁研究組還進一步研究了這一過程中的分子水平的路徑。結果顯示“化學誘導的體細胞重編程”的過程是一條有別于以往體細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程同低等動物再生的早期過程中所涉及的分子機制比較類似。
此外,，這項研究成果還有助于我們更好地理解細胞命運決定和細胞命運轉變的機制,，使得人類未來有可能通過使用小分子化合物的方法直接在體內改變細胞的命運。如果這一目標得以實現(xiàn),，許多難以治療的疾病將會得到全新的解決方案,，整個再生醫(yī)學領域也將會發(fā)生新的變革。
鄧宏魁和趙揚是這一研究成果的共同通訊作者,。鄧宏魁教授是北大－清華生命科學聯(lián)合中心成員,。侯萍萍、李艷琴,、張旭,、劉純,、關景洋,、酈宏剛均為該研究成果的主要作者。趙挺、葉俊青,、劉康、楊煒峰,、葛建、徐君和張薔在該課題中有重要貢獻,。這項研究得到了干細胞研究國家重大科學研究計劃,、國家自然科學基金委等的資助。（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.
