中国科学家发现重编程中细胞重塑的关键作用

细胞海洋

2015年05月19日10:27 中国新闻网
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中新社北京5月19日电 (记者 张素)中国科学院19日宣布，中科院广州生物医药与健康研究院裴端卿和秦宝明实验组发现重编程中细胞重塑的关键作用和调节机制，将拓展人们对糖尿病、癌症等相关代谢疾病的认识。9 h  }/ {% E; m6 s) |: z6 w

# w7 N6 M/ {! s% P　　裴端卿将细胞重塑比喻为“房间装修”，胚胎干细胞像是空房间，成体细胞则根据“房间里的器具构造”决定了特定功能，“成体细胞重编程为胚胎干细胞，如同把原有房间里的器具构造清空，只留下最基本的设施。”# G# s$ i1 x. O% Q! S

) `5 S2 G) }2 v. c, I1 V　　2006年，日本科学家山中伸弥成功建立的诱导多能干细胞(iPS细胞)技术，非常简便地实现了成体细胞逆转为具有多种分化潜能的类似胚胎干细胞状态的iPS细胞。这一成果解决了长期制约人类疾病研究的取材问题，山中伸弥也在2012年获得诺贝尔生理学和医学奖。# K9 Z( x6 D7 G. k+ o$ D

5 \2 m! B' b+ J　　“但是山中伸弥的技术距离大规模应用在质量和安全性还存在问题。”裴端卿说，过去几年来对其研究集中在细胞核内的基因表达调控上，但对细胞质中发生的转变了解甚少。
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( M) N& e0 r, G" ~　　裴端卿和秦宝明实验组经研究发现，在重编程早期的随机阶段，细胞主动降解自身细胞质组分过程即“自噬”被强烈激活。这体现在，一方面是重编程因子直接激活自噬相关基因表达，另一方面是重编程因子通过关闭雷帕霉素靶蛋白复合物I(mTORC1)间接激活自噬。# Z6 D$ i2 s, u8 L8 C
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　　“出人意料的是，自噬的激活反倒对重编程起到阻碍作用。”裴端卿说，自噬缺失的细胞的重编程效率更高，并且获得的iPS细胞具有正常的多能性。而mTORC1的关闭正是细胞重塑发生的关键原因，其持续开启则阻断细胞重塑、线粒体代谢转变及重编程的发生。& M! H2 k$ J: r( }/ h& ~
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　　裴端卿表示，鉴于自噬和mTORC1、干细胞、发育、疾病等密切相关，该成果将拓展人们对相关代谢疾病中细胞重塑如何影响细胞命运的认识，同时也为寻找新的治疗手段提供有力依据。
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　　这一研究成果同日在线发表于国际学术期刊《自然—细胞生物学》。(完)  J: i' b# a& _( y

陈阳阳

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sunsong7

“裴端卿将细胞重塑比喻为“房间装修”，胚胎干细胞像是空房间，成体细胞则根据“房间里的器具构造”决定了特定功能，“成体细胞重编程为胚胎干细胞，如同把原有房间里的器具构造清空，只留下最基本的设施。”——从“结构决定功能”角度故事讲得通，细胞质结构决定“干性”。