科学家首次在活鼠体内实现细胞重编程

　　之前，科学界一直不清楚生物体内环境是否适合重编程。近日，西班牙国家癌症研究中心(CNIO)的科研人员利用一种有效的手段使小鼠成熟的细胞“重新编程”进入胚胎期状态，从而可以分化为身体任何类型的细胞，证明生物体内环境可以进行细胞再编辑。由于这个转化过程发生在活体动物的体内，而不是在培养皿中，因此可以帮助科学家们更好地完善对细胞进行再编程的工作。这一发现将有助于提高干细胞的可塑性，并有望为再生医学带来新的应用，未来或许可以应用于形成实验室研究或治疗病人的组织和器官的替代品。该研究发表在Nature杂志上。

　　在体外实验中，使皮肤细胞等其他类型的体细胞的四个基因(再编程因子)的表达水平显著增加，可以诱导其转化为诱导多能干细胞(ips)。诱导多能干细胞通常可以分化为人体内的任何类型的细胞(除了某些特殊类型组织的细胞，比如胎盘)。

　　许多科学家都认为，生物体组织中的细胞环境会干扰再变成过程。因为从干细胞分化为成熟的组织细胞这种自然发展通常都是一条不可逆转的单行道，我们身体的环境就是在促进分化。

　　Manuel Serrano和他的同事们则证明这个观点是错误的。他们培养了一种转基因动物，用一种特殊的药物可以把体内所有细胞中的四个再编程因子(Oct4、 Sox2、Klf4和c-Myc)全部启动。他们第一次尝试诱导活体小鼠内细胞进行再编程时失败了，因为小鼠在几天以后死亡。致死原因并不是低剂量的药物应用，而是研发过程中小鼠产生多能干细胞形成畸胎瘤。畸胎瘤的产生是不同寻常的，因为其中包含胎盘细胞，这是多能干细胞和胚胎干细胞不能分化形成的。科研人员还在其中两只老鼠的腹部发现了囊肿，与早期胚胎十分类似，它包含卵黄囊，甚至还出现了血细胞最初发育的迹象。

　　这些迹象都超出了细胞多能性的表现，已经具备了全能性细胞的一些特征。全能性细胞比多能细胞发育更加原始，不仅能够分化为胚胎组织，还能分化为胎盘类的支持组织，受精卵就是一个典型的全能性细胞。Manuel Serrano表示，这些细胞在活体小鼠内比在体外环境下生存的更好。

　　波士顿儿童医院和哈佛医学院的干细胞研究专家George Daley表示，这项研究是非常惊人的，活体小鼠体内环境是如何推动细胞向原始状态发展的，这一点尚不明确。如果研究清楚，科学家们就能更好地了解细胞再编程过程，还可以为研究全能性和多能性细胞的信号分子提供新的线索。

　　Manuel Serrano说，虽然小鼠体内的肿瘤生长是不受控制的。但是他还计划进一步研究一种可控的手段进行体内再编程使受损的心脏等组织再生。他也计划对人体细胞再编程进行研究。

　　George Daley指出，两栖动物的四肢能够自然再生，因为他们形成了一个原始的尚未分化的细胞群称为胚。也许哺乳动物的体内再编程也可以实现组织和器官的再生。

　　由于可以分化成不同成熟细胞类型，若严格控制其人工培养过程，该种细胞可用于开发新的治疗模式。同时，上升到哺乳动物层面，细胞核重编程也是正常受精胚胎和克隆胚胎发育过程中的一个重要特性，可对表观遗传学特征，包括染色质重塑、组蛋白修饰、DNA甲基化、印记基因表达等进行重新编写，进一步了解这一机制也将为生物医学领域带来无数可能。