提醒细胞身份被重编程的奥妙！

2019年10月20日 讯 /BIOON/ --无机体的一切细胞都来源于一个单细胞，跟着发育不时停止，细胞就会变得越来越专门化，从而发扬特定的功效，这种“许诺”会随同着对这些细胞潜在命运规模的限制，19世纪前期，一种主流的不雅点以为，当细胞产生分化时，其会保存保持细胞类型和功效所必须的信息，这就演变出了一种实际，即分化是一个弗成逆的进程（图1a），研讨者John Gurdon等人在Nature杂志上揭橥文章重点存眷了细胞身份的核编程进程，这就提出了一种挑衅，并为明天细胞重编程范畴奠基了根底。

图片起源：Nature,doi：10.1038/d41586-019-02834-8.

Gurdon在1958年揭橥的文章是以研讨者Robert Briggs和Thomas King的研讨为先导的，为了研讨分化细胞的发育潜力，研讨者Briggs等人应用了一种名为核转移的技巧，行将细胞核从一个细胞中移除，随后将另一个细胞中完好的细胞核移入该细胞，这项试验是一项此前只在单细胞生物体中完成的技巧豪举。

随后研讨者在更庞杂的北美豹蛙(Rana pipiens)机体中应用了这种办法，他们能经过卵裂球的细胞核来取代卵细胞的细胞核，从而培养出了正常游动的蝌蚪，这些细胞是经过受精卵细胞在晚期决裂而构成的；但是，在更初级的分化阶段，来自北美豹蛙的核转移或许并不克不及够支撑正常青蛙的发育（图1b）。

研讨成果标明，卵裂球的细胞核在分化进程中并不会停止弗成逆的改动，跟着发育停止，所移植的细胞支撑正常发育的潜力会下降，这就标明，细胞分化能够是弗成逆的，并且其会牵扯多个弗成逆的改动，是以研讨者得出结论，早期原肠胚的细胞核在分化潜能上或许存在内涵的限制。1958年，研讨者Elsdale等人应用非洲爪蛙处理了环绕分化细胞潜能的成绩，与受季候限制的林蛙分歧，非洲爪蛙一年四时都有，并且很快会进入性成熟阶段，研讨者发明，来自分歧发育阶段的细胞供体细胞核能被转移到非洲爪蛙的卵细胞中（从晚期的卵裂球到孵化前的蝌蚪细胞）。

供体的细胞核起源于一个渐变体，个中每个细胞都含有一个细胞核核仁，而不是平日的两个；这种办法能供给一种视觉标志来协助证明从细胞和转移中取得的植物的确来自于转移的细胞核，而不是卵子中现存的物资。相干研讨标明，这些正常的蝌蚪能从发育到孵化前阶段的细胞中取得，而这远远晚于研讨者所应用的细胞所处的发育阶段。

很多从含有转移细胞核的细胞发育而来的蝌蚪都阅历了正常的演变成为了青蛙，这似乎是性成熟的表示，研讨者留意到，从分化最多的细胞核衍生出的青蛙在演变前不久就会心外逝世亡，而随后的申报并未呈现这种情况。研讨者以为，分化的细胞核可以增进发育胜利，虽然存在纷歧致性，研讨人员以为，细胞核在分化进程中支撑正常发育的才能会有所降低，并且一些分化的细胞核还可以支撑正常发育。分化细胞的形态并不是弗成逆基因组变更的成果，相反，分化细胞的细胞核可以保存一种才能来调和完好功效无机体的发育。

在对两栖类植物停止研讨40年后，一个来自成年乳腺上皮细胞的细胞核移植被用来制作一个克隆的哺乳植物—绵羊多莉，同时研讨者还报道了一只应用成体细胞停止核移植技巧所发生的克隆鼠—卡姆莉娜。20世纪80年月，晚期的重编程研讨成果标明，研讨者不只可以将细胞身份重置为晚期胚胎发育的空白形态，还可以完整改变细胞的身份，比方，一项研讨就标明，小鼠的肌肉细胞能与人类羊膜细胞相交融，从而发生发生携带人类和小鼠细胞核的细胞，最终会增进人类肌肉特异性基因呈现疾速表达。

一个症结的时辰呈现在1987年，其时研讨人员辨别出了能重编程细胞身份的单一身分，即一种称之为MyoD（一种转录因子）的表达，其被证实能将成纤维细胞转化成为膨胀的肌肉细胞。研讨者Gurdon及其同事经过研讨说明，在分化的细胞中可以恢复细胞的发育潜能，而家现在曾经开辟出了多种技巧来对细胞身份停止重编程操作；比方研讨者能应用转录因子介导的重编程进程来将细胞前往至胚胎形态，随后经过模仿正常的发育进程来使其分化为想要的细胞身份；此外，经过表达一种特别因子将一种分化的细胞类型转化为另一种细胞类型，就能完整防止胚胎形态，诸如斯类战略或许就能供给响应的战略来协助制作源于患者机体的细胞来模仿疾病的发病进程。

此外，细胞重编程也是各类再生疗法开辟的根底，包含在眼睛前方视网膜上发生细胞来医治老年性黄斑变性疾病等。研讨者Gurdon及其同事在20世纪50年月得出的研讨成果就以为，发育时钟能被重置的结论挑衅了一种历久存在的不雅点，即细胞分化是一种弗成逆的进程，现在他们的研讨任务为以后开辟新型重编程技巧奠基了根底，也为开辟医治一系列人类疾病的新型疗法供给了新的思绪和愿望。（100医药网100yiyao.com）

参考材料：

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