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技術(shù)文章

兩篇Nature三篇子刊:細胞重編程的那些事

閱讀:418發(fā)布時間:2014-12-12

加拿大Lunenfeld-Tanenbaum研究所牽頭的研究團隊,日前以兩篇Nature三篇Nature Communications的形式公布了細胞重編程研究Project Grandiose的成果。
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*篇Nature文章描述了體細胞重編程得到的一種新型小鼠多能干細胞,F(xiàn)-class細胞。F-class細胞不論是形態(tài)還是分子都與之前的iPSC大不相同,能夠分化成為所有三種胚胎前體組織。在體外,F(xiàn)-class細胞比其他干細胞增殖得更快,而且具有低附著的特點。
“令我非常激動的是,這項研究帶來了一個新的理念,細胞重編程能獲得不同類型的多能干細胞,”加州大學(xué)的干細胞生物學(xué)家Paul Knoepfler評論道。
“這項研究告訴我們,不要隨便假定現(xiàn)有多能干細胞代表了全部的多能狀態(tài)。實際上多能性狀態(tài)有很多,或者說細胞重編程可以達到新的多能狀態(tài),”Salk生物研究所的發(fā)育生物學(xué)家Juan Carlos Izpisua Belmonte說,他在本期Nature雜志上針對這一成果進行了點評。(詳見:Nature:細胞多能性誘導(dǎo)指南)
第二篇Nature文章為人們提供了一個詳細的路線圖,揭示了體細胞重編程達到不同多能狀態(tài)的途徑,包括F-class狀態(tài)。研究人員生成F-class細胞用的就是山中伸彌的那幾個轉(zhuǎn)錄因子,只不過維持F-class細胞需要這些因子更高水平穩(wěn)定表達。研究顯示,F(xiàn)-class細胞的表觀基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白組都與iPS細胞大為不同。此外,F(xiàn)-class細胞基因組中的H3K27me3比體細胞少,但比胚胎干細胞(ESC)要多得多。
                               
研究人員每隔幾天就要取細胞樣本對重編程進行分析,這是一個相當(dāng)艱苦的工作。他們分別在三篇Nature Communications文章中,展現(xiàn)了成熟細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄芗毎麜rRNA、蛋白和表觀遺傳學(xué)修飾發(fā)生的改變?,F(xiàn)在這些數(shù)據(jù)集可以在Stemformatics上獲得。
F-class細胞是否天然存在于小鼠胚胎中,這一點目前還不得而知。領(lǐng)導(dǎo)這項研究的干細胞學(xué)家Andras Nagy認為,這些細胞可能只存在于體外,因為它們需要四個轉(zhuǎn)基因高水平表達。但這并不影響它們的實用性,“只有對這些多能干細胞有足夠深入的了解,我們才能zui終獲得有治療價值的細胞,”Nagy說。
“在某些方面,F(xiàn)-class細胞是研究疾病和開發(fā)藥物的理想干細胞,與iPS細胞相比它們在更簡單的條件下生長得更快,”文章的共同作者Thomas Preiss說。“分子水平如此大相徑庭的細胞同樣具有多能性,這很出人意料。”
下一步研究團隊計劃生成人類F-class細胞,并進一步分析F-class細胞的分化潛力。“這些數(shù)據(jù)能幫助我們理解重編程到底是什么,”Knoepfler說。


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