cell本意是“小房間”，成體細胞猶如一個(gè)具有特定功用的房間，房間里的器具構造決定了它是居家、辦公還是商鋪；而胚胎干細胞則更像是一個(gè)空房間，根據需要你可以把它改造做任何用途。成體細胞重編程為胚胎干細胞的過(guò)程如同把原有房間里的器具構造清空，只留下一些最基本的設施，比如水電。中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院裴端卿和秦寶明實(shí)驗組的科研人員這樣形象地闡述細胞命運變化中的細胞重塑。 

　　5月18日，國際著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊《自然-細胞生物學(xué)》（Nature Cell Biology）在線(xiàn)發(fā)表了裴端卿和秦寶明實(shí)驗組的研究成果“自噬和雷帕霉素靶蛋白復合物I（mTORC1）調控體細胞重編程的隨機階段”（Autophagy and mTORC1 regulate the stochastic phase of somatic cell reprogramming）。研究人員發(fā)現細胞重塑是重編程早期的必須事件，它來(lái)自重編程因子關(guān)閉mTORC1，而mTORC1關(guān)閉引發(fā)的自噬激活則阻礙重編程的發(fā)生。 

　　2006年日本科學(xué)家Shinya Yamanaka成功建立的誘導多能干細胞（iPS細胞）技術(shù)，非常簡(jiǎn)便地實(shí)現了成體細胞逆轉為具有多種分化潛能的類(lèi)似胚胎干細胞狀態(tài)的iPS細胞，解決了一直以來(lái)極大制約人類(lèi)疾病研究的取材問(wèn)題，從而徹底叩開(kāi)了再生醫學(xué)的大門(mén)。經(jīng)過(guò)短短6年時(shí)間，2012年Yamanaka獲得了諾貝爾生理學(xué)和醫學(xué)獎。然而該技術(shù)距離大規模應用依然在兩個(gè)主要方面——質(zhì)量和安全性——存在問(wèn)題，深入認識這一技術(shù)背后的科學(xué)本質(zhì)是克服這些問(wèn)題的前提。過(guò)去幾年來(lái)的研究主要集中在細胞核內的基因表達調控上，而對細胞質(zhì)中發(fā)生了哪些轉變則了解甚少。有研究發(fā)現自噬——細胞在饑餓等脅迫條件下主動(dòng)降解自身細胞質(zhì)組分的過(guò)程——通過(guò)降解線(xiàn)粒體在重編程早期發(fā)揮關(guān)鍵作用。 

　　裴端卿和秦寶明實(shí)驗組的研究發(fā)現，在重編程早期的隨機階段自噬被強烈激活，這來(lái)自?xún)煞矫娴墓餐饔茫阂环矫嬷鼐幊桃蜃又苯蛹せ钭允上嚓P(guān)基因表達，另一方面重編程因子通過(guò)關(guān)閉mTORC1間接激活自噬。出乎意料的是，自噬的激活對重編程非但不是必須，反而起阻礙作用。重編程在自噬缺失的細胞中不僅效率更高，而且獲得的iPS細胞具有正常的多能性。研究人員進(jìn)一步發(fā)現，自噬與細胞重塑無(wú)關(guān)，實(shí)際上mTORC1的關(guān)閉是細胞重塑發(fā)生的關(guān)鍵原因，其持續開(kāi)啟則阻斷細胞重塑、線(xiàn)粒體代謝轉變以及重編程的發(fā)生。這一研究不僅闡明了重編程中細胞重塑的關(guān)鍵作用和調節機制，而且由于自噬和mTORC1與干細胞、發(fā)育和疾病密切相關(guān)，該成果也將拓展人們對相關(guān)代謝疾?。ㄈ缣悄虿?、神經(jīng)退行性疾病以及癌癥）中細胞重塑如何影響細胞命運的認識，為尋找新的治療手段提供有力依據。 

　　該研究成果由裴端卿和秦寶明實(shí)驗組與香港大學(xué)、深圳大學(xué)和香港中文大學(xué)等多個(gè)單位合作共同完成，得到了來(lái)自中國科學(xué)院、國家科技部、國家自然科學(xué)基金委以及廣州市等多方面的經(jīng)費支持。  

　　文章鏈接：http://www.nature.com/ncb/journal/vaop/ncurrent/full/ncb3172.html

　　圖：重編程因子如何調節自噬和mTORC1以及后兩者如何影響體細胞重編程。圖片摘自http://www.nature.com/ncb/