發(fā)布日期：2018-01-23

將普通細胞誘導為干細胞的技術，至今已有了十多年的歷史。問世之后，干細胞誘導技術無論在基礎研究，還是在臨床應用上，都取得了令人矚目的進展。

該研究的主要負責人丁勝教授（圖片來源：Gladstone研究所）

今日，Gladstone研究所高級研究員，同時也是清華大學藥學院首任院長的丁勝教授團隊開發(fā)出了一種創(chuàng)新的干細胞誘導技術。利用目前火熱的CRISPR技術，研究團隊能“激活”細胞里的特定基因，讓細胞搖身一變，成為干細胞。這項重量級研究也刊登在了《細胞》子刊《Cell Stem Cell》上。

說到干細胞，大家都不會陌生。在人體內，多能干細胞（pluripotent stem cells）有分化成幾乎任意類型細胞的潛力。因此，這些干細胞對新藥研發(fā)的細胞模型有很重要的意義，也是治療許多“無法治愈”的疾病的希望。快速方便地獲得這些干細胞，自然是科學界的研究重點之一。

誘導干細胞的先驅山中伸彌教授（圖片來源：UCSF）

2006年，同樣是來自Gladstone研究所的高級研究員山中伸彌教授發(fā)現(xiàn)了誘導干細胞的關鍵——通過引入四種轉錄因子，細胞的關鍵信號通路會被“開啟”或“關閉”，讓它們重回干細胞的狀態(tài)。因為這個里程碑式的發(fā)現(xiàn)，山中伸彌教授在2012年與約翰·格登爵士同獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

在這個基礎之上，丁勝教授與其他學者開始探索起不使用轉錄因子，就能誘導出干細胞的方法。之前他們發(fā)現(xiàn)，在沒有轉錄因子的存在下，一些化學分子的組合同樣可以誘導出干細胞來。而今日發(fā)表的研究，則是第三項誘導干細胞的方法。

在本研究中，科學家們首先將目光投向了Sox2和Oct4兩個基因上。之前的研究表明，這兩個基因只在干細胞里表達，而且對干細胞的多能性至關重要。類似于轉錄因子，這些基因的產(chǎn)物能“開啟”誘導干細胞的相關基因，“關閉”分化成其他細胞類型的基因通路。

研究中用來激活特定基因的CRISPR系統(tǒng)（圖片來源：《Cell Stem Cell》）

近年，CRISPR技術讓科學家們找到了全新的基因調控手段。丁勝教授的團隊發(fā)現(xiàn)，利用CRISPR基因調控技術，我們同樣能對Sox2和Oct4兩個基因進行激活。更令人驚喜的是，只要對基因組的一個位點（Sox2或Oct4基因）進行“刺激”，就可以觸發(fā)一系列反應，最終讓普通細胞變成干細胞。Gladstone研究所的新聞里提到，它對基因組的影響更精準。相比之下，轉錄因子會靶向基因組里數(shù)千個潛在的位點，影響到每一個位點的表達。

該研究的圖示（圖片來源：《Cell Stem Cell》）

“這是誘導多能干細胞的一個全新方法，與之前的技術有著根本上的不同，”該研究的負責人丁勝教授說道：“在這個研究的最初，我們并沒有想到它真的能起效。我們只是想嘗試回答一個問題，看看能否僅激活基因組的一個位點，就對細胞進行重編程?，F(xiàn)在我們知道，這是可行的！”

丁勝教授也認為，能有多種誘導多能干細胞的方法，對于科學研究非常重要。如果科學家們在一種方法上碰壁，至少還有其他幾種方法可以嘗試。“我們的技術能帶來更簡單的多能干細胞誘導技術，也有望用來直接將皮膚細胞誘導成心臟細胞或腦細胞，”丁勝教授說道：“事實上，僅需調控一個位點，就能誘導干細胞的發(fā)現(xiàn)讓我們非常驚訝。我們希望了解背后的完整生物學機制。”

來源：學術經(jīng)緯