用蛋白质制造诱导多能干细胞更加安全高效

　　利用病毒将基因插入特化的成熟细胞，将其变成多能干细胞(iPS)的研究成果荣获今年的诺贝尔生理学或医学奖。但研究人员指出，用这种方法造出的细胞来治病，也可能引发细胞癌变。据物理学家组织网10月26日(北京时间)报道，美国斯坦福大学医学院最近的研究发现，只用基因编码的蛋白质来制造iPS更加安全，效率也能大大提高。他们认为，这一发现照亮了细胞向多能性转变的生物路径，为多能干细胞疗法进入现实铺平了道路。相关论文发表在10月26日的《细胞》杂志上。

　　用蛋白质诱导细胞变成iPS并非首创，但其效率大大低于用病毒插入基因的方法。新研究发现，在提高效率方面，病毒的作用比基因本身更关键。斯坦福医学院教授、心血管研究所副主管约翰·库克说：“以往认为，病毒只不过充当了木马的角色，把基因插入细胞。现在我们知道，是病毒让细胞松开它的染色质，才能逆转到多能状态。”

　　日本科学家山中伸弥发现了成熟细胞也能逆转到多能干细胞状态，新研究发现了另一个重要方面：这种转变是如何发生的。“我们发现，当细胞暴露在病原体中，它会调整自己以抵抗外来侵略，这种天然的免疫能力就包括提高DNA的开放性。正常情况下，DNA是紧紧折叠在一起的，打开DNA才能进入细胞的基因工具箱，拿出所需的生存工具。”库克说，这一过程通过多能诱导蛋白质也能完成，修改DNA将皮肤或其他细胞变成iPS。激活细胞的免疫反应和病毒基因物质引发的炎症反应很相似，他们将这一过程称为“转录炎”。

　　在实验室中，研究人员把一些细胞放在细胞渗透性蛋白中，另一些放在基因容载病毒中，对比后发现两者基因表达方式完全不同。他们又用细胞渗透性蛋白和一种无关病毒重复实验，发现细胞向多能性转变的效率大大提高。经过进一步研究，他们发现是一种模拟病毒基因物质的小分子，激活了细胞内部一种名为Toll样受体3的路径，由此大大提高了效率。

　　“这些蛋白质不是集体性的，所以不用担心会对宿主基因组带来病毒诱导性伤害。”库克说，“当细胞受到病原体威胁时，就会表现出更大的可塑性。理论上，利用这一点可更大程度上控制细胞，诱导直接重新编程。”

　　直接重编程不需要先回到中间的多能状态，比如将一个皮肤细胞直接变成内皮细胞。斯坦福大学研究员马里厄斯·万尼格就用直接重编程的方法，成功地将人类皮肤细胞变成了功能性神经细胞。