細(xì)胞的本意是“小房間”:成體細(xì)胞猶如一個具有特定功用的房間,,其內(nèi)的器具構(gòu)造決定了它是居家、辦公還是商鋪,;而胚胎干細(xì)胞則更像是一個空房間,,可根據(jù)需要把它改造做任何用途。細(xì)胞重塑是成體細(xì)胞重編程為胚胎干細(xì)胞的過程,,如同把原有房間里的器具構(gòu)造清空,,只留下最基本的設(shè)施。
中國科學(xué)家近期發(fā)現(xiàn)了重編程中細(xì)胞重塑的關(guān)鍵作用和調(diào)節(jié)機(jī)制,,該發(fā)現(xiàn)將拓展人們對相關(guān)代謝疾病的認(rèn)識,,并導(dǎo)向新的治療手段。這一發(fā)現(xiàn)是中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院裴端卿和秦寶明實驗組的科研人員作出的,。5月18日,,國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然-細(xì)胞生物學(xué)》在線發(fā)表了他們的最新研究成果,該研究發(fā)現(xiàn),,細(xì)胞重塑是重編程早期的必須事件,,它來自重編程因子關(guān)閉mTORC1,而mTORC1關(guān)閉引發(fā)的自噬激活則阻礙重編程的發(fā)生,。
2006年日本科學(xué)家成功建立誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)技術(shù),,簡便地實現(xiàn)了成體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)為具有多種分化潛能的類似胚胎干細(xì)胞狀態(tài)的iPS細(xì)胞,徹底叩開了再生醫(yī)學(xué)的大門,。然而該技術(shù)距離大規(guī)模應(yīng)用,,依然在“質(zhì)量”和“安全”兩個主要方面存在問題。過去幾年來,,科學(xué)家們的研究主要集中在細(xì)胞核內(nèi)的基因表達(dá)調(diào)控上,,而對細(xì)胞質(zhì)中發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)變則了解甚少。有研究發(fā)現(xiàn),,自噬(細(xì)胞在饑餓等脅迫條件下主動降解自身細(xì)胞質(zhì)組分的過程)通過降解線粒體在重編程早期發(fā)揮關(guān)鍵作用,。裴端卿和秦寶明實驗組的研究發(fā)現(xiàn),在重編程早期的隨機(jī)階段,,自噬被強(qiáng)烈激活,。
出乎意料的是,自噬的激活對重編程非但不是必須,,反而起阻礙作用,。重編程在自噬缺失的細(xì)胞中不僅效率更高,,而且獲得的iPS細(xì)胞具有正常的多能性。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),,實際上mTORC1的關(guān)閉是細(xì)胞重塑發(fā)生的關(guān)鍵原因,,其持續(xù)開啟則阻斷細(xì)胞重塑、線粒體代謝轉(zhuǎn)變以及重編程的發(fā)生,。這一研究不僅闡明了重編程中細(xì)胞重塑的關(guān)鍵作用和調(diào)節(jié)機(jī)制,,而且將拓展人們對糖尿病、癌癥及神經(jīng)退行性疾病等相關(guān)代謝疾病中細(xì)胞重塑如何影響細(xì)胞命運(yùn)的認(rèn)識,,為尋找新的治療手段提供有力依據(jù),。