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什么是細胞命運變化中的細胞重塑?
細胞的本意是“小房間”:成體細胞猶如一個具有特定功用的房間,其內(nèi)的器具構(gòu)造決定了它是居家、辦公還是商鋪;而胚胎干細胞則更像是一個空房間,可根據(jù)需要把它改造做任何用途。細胞重塑是成體細胞重編程為胚胎干細胞的過程,如同把原有房間里的器具構(gòu)造清空,只留下最基本的設(shè)施。
中國科學家近期發(fā)現(xiàn)了重編程中細胞重塑的關(guān)鍵作用和調(diào)節(jié)機制,該發(fā)現(xiàn)將拓展人們對相關(guān)代謝疾病的認識,并導向新的治療手段。這一發(fā)現(xiàn)是中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院裴端卿和秦寶明實驗組的科研人員作出的。5月18日,國際著名學術(shù)期刊《自然-細胞生物學》在線發(fā)表了他們的最新研究成果,該研究發(fā)現(xiàn),細胞重塑是重編程早期的必須事件,它來自重編程因子關(guān)閉mTORC1,而mTORC1關(guān)閉引發(fā)的自噬激活則阻礙重編程的發(fā)生。
2006年日本科學家成功建立誘導多能干細胞(iPS細胞)技術(shù),簡便地實現(xiàn)了成體細胞逆轉(zhuǎn)為具有多種分化潛能的類似胚胎干細胞狀態(tài)的iPS細胞,徹底叩開了再生醫(yī)學的大門。然而該技術(shù)距離大規(guī)模應用,依然在“質(zhì)量”和“安全”兩個主要方面存在問題。過去幾年來,科學家們的研究主要集中在細胞核內(nèi)的基因表達調(diào)控上,而對細胞質(zhì)中發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)變則了解甚少。有研究發(fā)現(xiàn),自噬(細胞在饑餓等脅迫條件下主動降解自身細胞質(zhì)組分的過程)通過降解線粒體在重編程早期發(fā)揮關(guān)鍵作用。裴端卿和秦寶明實驗組的研究發(fā)現(xiàn),在重編程早期的隨機階段,自噬被強烈激活。
出乎意料的是,自噬的激活對重編程非但不是必須,反而起阻礙作用。重編程在自噬缺失的細胞中不僅效率更高,而且獲得的iPS細胞具有正常的多能性。研究人員進一步發(fā)現(xiàn),實際上mTORC1的關(guān)閉是細胞重塑發(fā)生的關(guān)鍵原因,其持續(xù)開啟則阻斷細胞重塑、線粒體代謝轉(zhuǎn)變以及重編程的發(fā)生。這一研究不僅闡明了重編程中細胞重塑的關(guān)鍵作用和調(diào)節(jié)機制,而且將拓展人們對糖尿病、癌癥及神經(jīng)退行性疾病等相關(guān)代謝疾病中細胞重塑如何影響細胞命運的認識,為尋找新的治療手段提供有力依據(jù)。
(原載于《經(jīng)濟日報》 2015-06-11 15版)
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