又一篇机械力重编程文章引发争议

　　

生物通报道：今年年初Nature杂志发表的两篇文章宣称，不需要转录因子只需要酸浴和机械压力，就能把体细胞重编程为多能干细胞。这两篇STAP重编程文章最后均遭撤稿，其第一作者小保方晴子（Haruko Obokata）也被认定作假，这一丑闻令整个干细胞领域为之震动。

令人吃惊的是上个月又有团队声称，仅通过操纵机械力就将体细胞重编程为类干细胞状态。这项研究由Buffalo大学领导的研究团队完成，发表在十一月二十四日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。（相关报道：中美学者PNAS：利用细胞力学获得干细胞）

Fanjie Meng、Frederick Sachs等人在这项研究中展示，肌动蛋白的应力增加与细胞转变为类干细胞状态有关。他们开发了一个新FRET传感器来检测细胞内的肌动蛋白应力。

机械应力“是细胞行为的强力调控者，”加州大学的干细胞生物学家Paul Knoepfler说。不过Knoepfler认为这项研究并没有足够的证据说明，仅凭机械应力就能把体细胞重编程为多能干细胞。

Buffalo大学的这项研究显示，在柔软基质上培养两个细胞系，让这些已分化细胞获得了类似干细胞的特性。这一技术源自于宾州大学Dennis Discher实验室的工作，Discher等人八年前在Cell杂志上发表文章指出，改变细胞培养基质的物理性质能够引导干细胞分化成为不同的细胞类型。与此不同的是，这项新研究用软基质培养细胞系，结果使很大一部分细胞回到类似干细胞的状态。

Buffalo大学的研究团队没有使小鼠成纤维细胞，他们选择了两个细胞系（包括人胚肾细胞HEK）。这些细胞在软基质上培养三天后，生成了球形的胚体（EB）。随后研究人员用FRET探针对细胞内的肌动蛋白张力进行检测，发现EB细胞内的肌动蛋白张力明显更大。而且在EB细胞中，干细胞转录因子Oct4和Nanog的表达分别提高了5倍和150倍。

这次的结果可重复么？

香港中文大学的Kenneth Ka Ho Lee曾经尝试过现已撤稿STAP研究。在对细胞施加机械力干扰时，他在阴性对照实验中看到了Nanog和Oct4的上调（酸浴时没有出现这种现象）。由此看来，机械操作刺激去分化并非全无可能，不过Lee认为PNAS这项研究还没有拿出足够的证据证明这一点。

Fanjie Meng强调说，自己的实验并没有得到完全重编程的干细胞，“我们数据支持的是，生物力学在细胞重编程中很重要，” Meng说。“在研究干细胞重编程时，你不能只考虑化学信号，也应当考虑到生物力学信号。”

没有参与这项研究的学者们都希望看到进一步的功能实验，证明这些细胞是否真的具有多能性。全面的基因表达分析将有助于验证这些细胞的“干性”，还可以拿这些细胞与胚胎干细胞和iPS细胞作比较。

鉴于今年早些时候的STAP风波，人们对所有体细胞重编程的研究提高了警惕。“我有点担心这篇文章，而且我认为‘重编程’这个词有点被滥用了，” Knoepler

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

J. Guo et al., “Actin stress in cell reprogramming,” PNAS, doi:10.1073/pnas.1411683111, 2014.