《Cell》揭示細胞重編程障礙

　　“細胞的命運是一條單行道”曾是生物學的基本原理——一旦一個細胞成為肌肉、皮膚或血液細胞，它就會一直保持原樣。在過去的十年里，當一位日本科學家將4個簡單因子導入到皮膚細胞中，使其回復至一種胚胎樣狀態，具有成為機體內幾乎所有細胞類型的能力時，這一觀點遭到了顛覆。

　　科學家們爭相運用2012年諾貝爾獎得主山中伸彌的這一研究發現，希望能夠利用患者自身的細胞來實現革命性醫療。然而，這一過程仍然緩慢且低效。一直以來科學家們難以對這種情況做出遺傳學解釋。

　　在1月30日的《細胞》(Cell)雜志上，耶魯大學醫學院的研究人員確定了將細胞逆轉至年輕狀態的一個主要障礙：細胞周期的速度。

　　當細胞周期加速到一定的速度時，將細胞命運限制在一條路徑上的障礙會減少。在這樣一種狀態下，細胞很容易被說服改變它們的身份，成為多能細胞。

　　論文的主要作者、耶魯大學干細胞中心細胞生物學助理教授郭尚琴(Shangqin Guo，音譯)說：“這或許可以做個類比，當溫度升高到足夠程度時，即使是非常堅硬的鋼塊也可以進行煅鑄，你可以輕易地賦予它新的形狀。而一旦細胞以極快地速度進入周期循環，它們似乎不會面臨相同的障礙從而變為多能細胞。”

　　郭尚琴研究小組對造血細胞進行了研究，當在細胞周期中發生細胞分裂經歷一些特異的改變時它們會生成新的血細胞。通常情況下造血祖細胞只生成新的血細胞。然而，導入山中伸彌的因子有時(并非總是)會幫助這些造血細胞變成其他的細胞類型。新研究報道發現，當在不到8小時的時間內完成細胞周期時，經受這種處理的造血細胞往往會變成多能細胞。周期循環較為緩慢的細胞則仍然會成為血細胞。

　　耶魯大學干細胞中心主任林海帆(Haifan Lin)說：“這一研究發現改變了人們思考改變細胞命運的方式，揭示出了細胞的一個基本‘內部運作’功能，例如細胞周期的長度實際上也可以對轉換細胞的命運造成重大的影響。”

　　除揭示出了難于生成研究和治療用個體化多能干細胞的重編程瓶頸，該研究還具有其他的意義。郭尚琴指出，許多的疾病都與正確的細胞身份建立以及細胞周期行為等出現異常有關。