Nature：细胞多能性诱导指南

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Nature：细胞多能性诱导指南
: _" Y' U  _, Z  W6 j. I2 k2014-12-12 1 来源：生物360 作者：koo/ Q* p4 S6 `$ Y3 }% ]2 x
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来自于成熟细胞的多能干细胞能分化成为几乎类型的细胞。日前科学家们对这个重编程过程进行了全面分析，并由此发现了一种新型的多能细胞。0 }! g& d1 \8 ?2 ]$ S$ p
多能性是指细胞生成机体所有细胞类型的能力，一般存在于早期胚胎发育中。从胚胎能分离到两种不同的多能细胞进行体外培养：胚胎干细胞和外胚层干细胞。此外，特定的转录因子组合（重编程因子）能使成熟细胞恢复多能性，成为诱导多能干细胞（iPSC）。iPS重编程会生成一系列不同的细胞类型，说明可能存在未被发现的多能状态。
; s% B9 j8 L1 u. K1 w& |十二月十日发表的五篇文章（两篇Nature，三篇Nature Communications）就描述了iPS重编程的新型多能性产物，F-class细胞。( S' y$ q6 ?4 Y) @1 r: m! \" Q- n" R
这五篇文章来自于Project Grandiose，这个项目旨在从客观角度深入分析iPS重编程过程。研究人员认为，广泛记录重编程每个阶段发生的分子和细胞转变，能够得到iPS重编程的完整路线图，帮助人们理解重编程时出现的不同多能细胞，这些细胞差异在许多研究中受到了忽视。
/ a* o) I( C* z+ I# [F-class细胞的得名于其独特的模糊形态，是一种不同于胚胎干细胞ES和外胚层干细胞的多能细胞。在传统重编程方法中，达到多能性之后宿主细胞表达的因子会沉默重编程因子。然而，F-class细胞的维持依赖于转录因子持续性的高表达。& s( j9 p8 D9 P
研究人员发现，F-class细胞形态模糊是因为它们粘性低。粘性低加上增殖快，意味着这些细胞更适合大规模生产，而细胞疗法正好要用到大量的细胞。不过，F-class细胞对转基因的依赖目前还是其临床应用的一大障碍。2 v, L) Z. n/ J6 W. s
研究人员进行了目前最详尽的重编程分析，明确了通向多能性的不同分子路径。举例来说，他们揭示了决定ES状态和F-class状态的关键决定因素。F-class状态的出现依赖于抑制ES细胞中表达的基因，这是通过组蛋白H3赖氨酸27的三甲基化实现的。而DNA甲基化标签的丧失是ES状态所必需的条件，F-class细胞保留有一些这样的标签。研究总结道，DNA甲基化在iPS重编程中起到了至关重要的作用，是F-class状态和ES状态的表观遗传学转换开关。
1 m5 d/ f3 `! b/ C. C; E) J这项研究分析了iPS重编程过程中小RNA（转录后调控子）发生的改变，发现有一组特殊的microRNA为F-class多能性提供支持。研究还表明，在细胞重编程过程中有两波蛋白表达的改组，而且F-class状态和ES状态的蛋白表达模式存在差异。& ~! W! f* u+ I5 Q  C
Project Grandiose开启了全新的研究领域，向人们展示了体外重编程达到的新型多能状态。这说明细胞重编程可能还有其它的多能性终点，胚胎发育中也可能出现了更多的多能状态。; O9 w0 F$ b4 C6 H- u3 r
原文检索：
& k! I5 _$ @; c# E. q# @5 O( Q* h3 dJun Wu & Juan Carlos Izpisua Belmonte. Stem cells: A designer's guide to pluripotency. Nature, 10 December 2014; doi:10.1038/516172a
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