《自然》:科学家用化学方法将人体细胞塑造成多能干细胞

来源：100医疗网原创2022-04-18 17:44

细胞重编程可以操纵细胞特性以产生所需的细胞类型。在这项研究中，通过创建中间可塑性状态，将人类体细胞化学重编程为具有胚胎干细胞关键特征的人类化学诱导多能干细胞。

细胞身份是在发育过程中建立起来的，以获得和维持体细胞的特殊细胞功能。细胞重编程可以操纵细胞的特性以产生所需的细胞类型，这在疾病模型、药物发现和再生医学中提供了广泛的应用。使用细胞因子，如卵母细胞成分和转录因子，可以迫使体细胞重新编程为多能干细胞。研究证明，通过简单地将小鼠体细胞暴露于小分子，化学刺激可以将小鼠体细胞重新编程为PS细胞。然而，人类体细胞由于其稳定的表观基因组，很难受到化学刺激。并降低可塑性；因此，通过化学重编程诱导人类多能性具有挑战性。近日，北京大学基础医学院再生医学工程研究中心的研究人员在《自然》上发表了一篇题为《人类体细胞化学重编程为多能干细胞》的学术论文。他们认为，创造中间可塑性状态是通过小分子解锁人类体细胞的有限功效并允许产生人类PS(hPS)细胞的关键。

为了诱导人类细胞的去分化，研究人员确定了小分子来破坏成纤维细胞的身份，促进细胞增殖并重新激活去分化相关基因。在此基础上，加入表观遗传调节剂5-氮胞苷和反式环丙胺，调节保护性细胞身份的全局DNA甲基化。然后通过筛选小分子激活的多能基因OCT4的表达，建立了人类多能网络。在人胚胎干细胞(hES)培养基中显示典型hES细胞形态的集落被称为人化学诱导的PS(hCiPS)细胞。研究人员对处于中间塑性状态的细胞进行重新编程，以获得发育中的人类肢芽细胞的特征。这个过程类似于蝾螈肢体再生的情况。在去分化过程中，控制胚胎肢体发育的基因被重新激活。随后，他们确定了人类化学重编程过程中连续的三个关键阶段：早期获得再生基因程序(第一阶段和第二阶段)，激活XEN程序(第三阶段)，最后建立幼稚多能网络(第四阶段)。为了确定JNKIN8如何调节中间可塑性状态，他们在用或不用JNKIN8治疗后的第二阶段进行了scRNA-seq分析，发现JNK途径是通过调节促炎性途径在人体细胞中重建可塑性的主要障碍，其抑制对于通过抑制促炎性途径诱导细胞可塑性和类似再生的过程至关重要。

图使用小分子生成hCiPS细胞

总之，这项研究通过创造一种中间可塑性状态，将人类体细胞重编程为具有胚胎干细胞关键特征的人类化学诱导多能干细胞。本研究提供的化学方法为人类多能干细胞在生物医学中的生产和应用提供了平台。这项研究为开发再生治疗策略奠定了基础，该策略使用明确定义的化学物质来改变人类细胞的命运。

参考文献：关，王刚，王，等。人体细胞化学复制为多能干细胞。《自然》(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-04593-5.

版权声明

本网站所有标注“来源：100医学网”或“来源：bioon”的文字、图片及音视频资料，版权归100医学网网站所有。未经授权，任何媒体、网站、个人不得转载，否则将追究法律责任。获得书面授权转载时，必须注明“来源：100医学网”。其他来源的文章均为转载文章。本网站所有转载文章都是为了传递更多信息。转载内容不代表本站立场。不想被转载的媒体或个人可以联系我们，我们会立即删除。

87%的用户都在使用100医疗网APP随时阅读、评论、分享、交流。请扫描二维码下载-