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人类成体细胞“走回头路” 化学小分子成功诱导出人干细胞
2022年04月18日 15:08:36
来源：化工仪器网 作者：江鱼 点击量：5181
化学小分子将不可能变成可能，让已经分化的人类成体细胞“走回头路”回转为干细胞。
【化工仪器网 项目成果】人体内含有220 余种细胞，有机整合组成复杂的组织和器官，发挥着特定功能。其中，位于细胞系起源的原始细胞被称为干细胞。干细胞进行体外分离、培养、定向诱导分化，进而培养出一批全新的、更年轻的细胞组织，代替衰老或非正常死亡的细胞。如今的干细胞被称为再生技术核心，为传统医学无法解决的疾病治疗带来革命性突破。
近日，一项干细胞相关的新研究引发热议。由北京大学生命科学学院、北大—清华生命联合中心邓宏魁研究团队运用化学小分子实现细胞命运的重编程，将人成体细胞转变为干细胞。该项成果刊发于《自然》。
据研究团队介绍，只需在人皮肤细胞的培养液中滴上几种化学小分子制剂，一个月后皮肤细胞就能转变为多潜能干细胞，具有重新发育成所有已知的人体细胞类型的能力。
在生物技术用于干细胞诱导之前，研究学者或者临床医生多从胎盘、脐带等多潜能干细胞可以从早期胚胎里面获得，但获得的干细胞发育能力有限，尤其在重病之王癌症面前，毫无还手之力。人们将希望寄于干细胞。随时获得干细胞，不再依赖胚胎。让已经分化的人类成体细胞“走回头路”回转为干细胞成为目标。
但这一目标还需要依靠制备技术作基底。
研究团队发现蝾螈等低等动物受到损伤后实现肢体再生，可塑的中间状态是必过关。受该发现的启发，研究团队转向研究人体干细胞的中间态度。沿着一种特定的“可塑性中间态”作为整个细胞逆分化的“跳板”这一思路，研究团队研究出20多种不同的策略，进行了上百万种化学小分子组合的筛选。最终发现高度分化的成体细胞在特定的化学小分子组合的作用下，同样可以发生类似低等动物组织再生中的去细胞分化现象，获得具有一定可塑性的中间状态。
人类成体细胞的稳态调控十分复杂，远超过其他试验用物种，且不太响应化学小分子外源的刺激。人类成体细胞的表观遗传限制是极其严格的，通过化学重编程激发人类成体细胞获得多潜能性几乎无可能。
2012年，诺贝尔生理和医学奖颁给了“体细胞重编程技术”，当时用于重编程的转录因子是一种基因物质，虽然解决了第一步重编的问题，但重编程效率较低且有致癌风险，而且该技术缺少可控性，成为通往临床的阻碍。如今，团队通过化学小分子将已经分化的人体细胞逆向转变为干细胞，顺利解决了技术问题。
相比涉及基因的变化及传统的技术体系相比，化学小分子诱导干细胞更加安全和简单、易于标准化、易于调控，将大大加快干细胞用于重大疾病的治疗，大大加快其进入临床应用的进程。
此外，在个体化制备、细胞标准化制备方面，化学小分子诱导均有优势，且操作简单，时空调控性强，作用可逆，合成储存方便，易于标准化生产。
下一步，团队用化学诱导干细胞已进一步培养出人体胰岛细胞，并在非人灵长类动物上实验成功，未来可用于治疗糖尿病。
在安全性方面，之前在小鼠试验已经证明，化学诱导干细胞携带的遗传突变显著少于传统方法诱导的干细胞，而且产生的嵌合体小鼠在长达6个月的观察期内不产生肿瘤、全部健康存活。同时，制备干细胞分化出来的胰岛细胞移植入小鼠和非人灵长类动物模型体内，经过长期观察未发现肿瘤。
目前，干细胞研究涉及生命科学及生物医药等多个领域，除了对细胞治疗、组织器官移植、基因治疗具有重要推动作用外，还将对新基因的发现、基因功能分析、新药开发、药效与药物毒性评估等领域产生重要的影响。
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