丁盛的iPSC+直接转分化途径简评

tpwang

丁盛最近又有一篇命名为“direct reprogramming”的文章（见本版网友maxiaorongqp的帖子，这是继年初发表采用这种方法获得心肌细胞（参见旧文）之后的神经前体细胞结果。这个“直接重编程”区别于direct conversion，是采用经典iPSC四因子一过性提高成纤维细胞的表观遗传不稳定性，然后用定向分化条件诱导处于某种中间态的细胞走向特定的分化细胞。某种意义上是采用iPSC方法的前半段，即未达到多潜能状态前的阶段，加直接转分化的手段，绕过了回到完全多潜能状态的过程。为什么要绕过多潜能状态，原因有几个。一是达到多潜能状态的过程比较麻烦，不确定，效率低下，而且出错率高，比如近来频传的iPSC表观遗传异常等。二者，丁盛的思路是希望通过避免回到多潜能状态而减少甚至消除成瘤性的隐患。在这个模式下，iPSC经典四因子起到了一个解除成熟细胞表观遗传“武装”，使其回到暂时的可变状态的作用。这个思路不同于direct conversion的地方，则是不需要寻找并高度过表达某种细胞系特异因子，不仅有可能提高效率，而且避免了过表达的潜在风险。关键是找到安全有效的，并具有发育学意义的培养条件，将具有一过性可塑性的细胞诱导为所指定的细胞类型。这方面丁盛利用了他的小分子特长。有了心脏细胞，神经细胞的成功经验，下一步是尝试其他不同胚层及组织细胞，以图构成一个具有普遍意义的手段与平台。或可以戏称为“半路出家”途径。. F1 N/ A0 t, v4 s1 C8 M% l# @
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这个思路有一些方面与最近关于干细胞多潜能性以及重编程特性的新进展有关联，比如多潜能性的非稳态假说（参见多潜能状态：脆弱的制衡）。经典的多潜能概念认为干细胞的多潜能是一个稳定的基础状态（ground state），因此，iPSC迄今为止的努力都集中在试图找出达到与胚胎干细胞类似甚至一致的这个稳定基础状态的方法。而iPSC重编程过程实际上呈现出一种阶段性的递进，最终的iPSC状态也不是完全的确定。如果从多潜能是一个动态平衡（过程）的角度出发，丁盛从所谓一过性非稳态直接切到特定细胞分化而绕过多潜能状态的思路，实际上是很聪明的，抓住了多潜能性的非稳态这个关键，避免了过分追求完全的多潜能这个似乎不确定的状态及其风险和负担。如果成为一种重编程（姑且称之为第三种道路）的有效模式，也将同时旁证多潜能性的动态本质。! |* d- Y& ]' l( I
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另一个比较有意义的相关话题是多潜能状态的成瘤性。如果绕过iPSC的多潜能状态而半路转向成熟分化细胞能够有效避免重编程手段的成瘤性风险，也就从旁证实多潜能状态本身与肿瘤干细胞的本质上的同一性。这个方法获得的成熟心肌细胞应该不具有或很低的成瘤性，而具有分化为各种神经细胞的神经前体细胞也应该比多潜能状态的成瘤风险低。胚胎干也好iPSC也好，与成体干细胞相比的一个主要劣势是其成瘤性，而如果这种截取多潜能干细胞部分重编程性同时绕过多潜能状态的方法能够有效避免分化效应细胞的成瘤性，应该是一个很大的进步，同时也是一个很大的“救赎”，包括使得iPSC状态的不完全性及其风险的争论变得无意义。- {9 _) L6 z" Y5 ~* ?% L# `
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丁盛的文章认为下一步是尝试用其他手段如蛋白、RNA或小分子代替经典四因子达到一过性表观遗传可塑性，同时在广泛的细胞谱系上建立稳定有效的半路转分化平台。拭目以待。
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回复 tpwang 的帖子8 ]5 G. M: |; u( k1 q: |4 T

9 O' W4 e2 {2 E1 q: [. t不错

懵懂干细胞

学习了！谢谢tpwang楼主

specialwhb

非常聪明又创意的想法  ~~~！！！！！

shiyi

很好的思路。iPSC也许最终不能应用到临床，但是可以为研究干细胞的多能性、分化机制提供一个很好的研究模型，为阐明这些机制、开发能应用到临床的干细胞和再生医学技术做出贡献。

starlj

感觉目前学界太注重iPS的应用了，反而忽视了其对机制研究的重要作用。ips应该可以作为一个研究表观遗传学和发育生物学非常有用的工具。
- ~: p: x) h9 `; P9 q8 a' l转分化的确是个很好的方法，但在大规模培养上，还是不能和干细胞相比，而且比较不容易进行基因修饰，这对治疗遗传病来说是很不利的。iPS走向临床有两个问题是一定要解决的。其一是安全性问题，包括无插入和成瘤性。另外是分化问题。之所以选择转分化，个人感觉主要原因还是因为分化问题没有解决好。无论是那种方式，都需要进一步的研究。

asli

努力学习中，暂时看不懂……

eastosun

good

大笨鸟

谢谢分享

dabai22222

思路很好，可据我做iPS的经验以及paper的data，dingsheng根本不能完全规避这种方法是由于早期诱导得到多能性细胞之后分化得到的所谓的转分化细胞（因为4因子诱导reprogramming之后切换到分化medium里）。个人认为他牛的地方在于他提出的这个“概念”，而这个概念恐怕还需要更多数据证实。