山中伸弥Nature综述:iPS重编程这十年
生物通/叶予 · 2016/02/22
十年过去了,我们对iPS重编程有了怎样的认识,iPS技术又发展到了什么程度呢?山中伸弥二月十七日在Nature Reviews Molecular Cell Biology杂志上发表文章,全面回顾了iPS重编程的发展历程。


干细胞能够分化成为机体内任何类型的细胞,既是研究人体早期发育的理想工具,也是细胞治疗的宝贵资源。胚胎干细胞很适合临床使用,但获得这些细胞会破坏胚胎,有很大的伦理争议。

2006年日本科学家山中伸弥开发了一个变通方案,将四个转录因子引入特化的成体细胞(比如患者的皮肤细胞),再将其重编程为诱导多能干细胞(iPSC)。这些细胞在实验室中表现出与胚胎干细胞相当的能力,又避开了胚胎干细胞的伦理问题,在疾病模拟、药物筛选和细胞治疗中有着巨大的应用前景,被人们视为细胞疗法的新希望。山中伸弥也因为iPS技术赢得了2012年的诺贝尔生理/医学奖。

十年过去了,我们对iPS重编程有了怎样的认识,iPS技术又发展到了什么程度呢?山中伸弥二月十七日在Nature Reviews Molecular Cell Biology杂志上发表文章,全面回顾了iPS重编程的发展历程。

这篇文章介绍了早期的细胞命运可塑性研究,还绘制了iPS重编程研究的时间轴。文章指出,虽然我们还不太了解转录因子介导的细胞重编程机制,但已经有不少研究团队提出了自己的见解和iPS作用模型。此外,iPS重编程效率近年来也得到了显著提升,使这一技术更适合再生医学、疾病模拟和药物研发方面的应用。

iPS重编程最初使用的经典转录因子是OCT3/4、SOX2、KLF4和MYC,它们被统称为OSKM。2013年Cell和Cell Report陆续发表的三项研究,解析了这些转录因子诱导iPS细胞一步步形成的过程。这项研究揭开了iPSC形成的谜底,也指出了相应提高重编程效率的一些新基因。

2014年,日本理化所(RIKEN)发育生物学中心的眼科学家高桥雅代(Masayo Takahashi)成为了将iPSC衍生组织植入到人体的第一人。研究人员利用iPS细胞培育出了视网膜色素上皮细胞层,并将其移植到一名70多岁的老年黄斑变性女患者的右眼中。这是世界首例利用iPS细胞完成的移植手术。

2015年,中国科学院广州生物医药与健康研究院(GIBH)的研究团队经过多年努力,在体细胞重编程中阐明了细胞重塑、mTOR和自噬之间的关系。这一重要成果发表在Nature Cell Biology杂志上,文章的通讯作者是GIBH的裴端卿研究员和秦宝明研究员。生物通有幸在第一时间采访了这一研究团队。

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