山中伸弥最新Cell文章 探讨干细胞热点问题

　　

生物通报道：细胞分化对于所有多细胞生物的发育，生长，繁殖和寿命来说，是一个十分重要的过程，在过去四十年历，这个过程中的调控机制已经成为了科学家们研究的焦点之一。

近期来自京都大学iPS细胞研究与应用中心等处的研究人员发表了题为“Rethinking Differentiation: Stem Cells, Regeneration, and Plasticity”的综述文章，针对分化，干细胞再生和可塑性等问题展开了探讨，指出有必要重新评价整个实验体系和研究模型。这篇文章公布在Cell杂志上。

领导这一研究的是2012年诺贝尔生理/医学奖得主山中伸弥教授，这位科学家在干细胞研究领域赫赫有名，是iPS技术研究的鼻祖，与另外一位科学家率先研发出多能干细胞诱导重编程技术。

自然干细胞与诱导干细胞的研究在近年来发展迅猛，特别是人类诱导多能干细胞(human-induced pluripotent stem cells，hiPSCs)分化的各种细胞对于药物筛选、再生医学及发育生物学的研究均具有重要意义，比如来自重编程体细胞的肝细胞为肝脏再生医学，药物研发提出了无限的希望。

但是山中伸弥教授在这篇文章中指出，以往的，以及近期植物和动物的细胞分化研究颠覆了许多既定的观念，这使得我们不得不重新评估现有的研究体系，以及被用于细胞分化和其它生物学进程中的模型规范。

比如此前认为通过人工表达POU结构域转录因子1（OCT3/4），性别决定区Y-box 2（SOX2），Kruppel样因子4（KLF4），以及髓细胞癌基因（c-MYC）——OSKM诱导多能干细胞，通常是一种低效且随机的事件。

然而近期研究人员发现大多数人皮肤成纤维细胞在接受到OSKM信号后能启动重编程过程。

研究人员指出，在七天内，约有20％的这些转导细胞成为TRA-1-60抗原阳性，这也就是人多能性干细胞最具特异性的标志物之一。但是这些新生的重编程细胞中只有一小部分（约1％）在换板后繁殖成诱导多能干细胞。

通过进一步实验，研究人员发现许多TRA-1-60阳性细胞在随后的培养中又恢复成了阴性。对于先前报道的能提高直接重编程效率的作用因子中，研究人员认为LIN28能极大的抑制重编程的反复性，而不是 NANOG，细胞周期蛋白D1（Cyclin D1） 或p53 shRNA。

这些研究数据表明，在人成纤维细胞直接重编程进程中，是成熟过程，而不是启动过程限制了重编程，而且各种重编程作用因子具有各自不同的作用方式。

此外，山中伸弥研究组还在另外一项研究中，发现通过细胞重编程技术（iPS），能使正常染色体成功替代环状染色体，校正大规模的染色体缺陷。

这些干细胞研究领域的最新进展也都在告诉我们细胞分化，干细胞，再生以及可塑性研究到了重新思考的时候了。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Rethinking Differentiation: Stem Cells, Regeneration, and Plasticity

Cell differentiation is an essential process for the development, growth, reproduction, and longevity of all multicellular organisms, and its regulation has been the focus of intense investigation for the past four decades. The study of natural and induced stem cells has ushered an age of re-examination of what it means to be a stem or a differentiated cell. Past and recent discoveries in plants and animals, as well as novel experimental manipulations, are beginning to erode many of these established concepts and are forcing a re-evaluation of the experimental systems and paradigms presently being used to explore these and other biological process.