11月5日，國際著(zhù)名學(xué)術(shù)雜志《細胞·代謝》（Cell Metabolism）在線(xiàn)發(fā)表了中科院廣州生物醫藥與健康研究院劉興國研究組的最新研究成果“Transient Activation of Mitoflashes Modulates Nanog at the Early Phase of Somatic Cell Reprogramming”(“線(xiàn)粒體炫”的短暫激活啟動(dòng)體細胞重編程）。該研究發(fā)現在體細胞重編程為誘導多能干細胞（iPSCs）的早期，量子化的“線(xiàn)粒體炫”短暫激活，通過(guò)調控細胞核的表觀(guān)遺傳學(xué)變化促進(jìn)重編程。這是“線(xiàn)粒體炫”通過(guò)表觀(guān)遺傳來(lái)調控細胞命運的首次發(fā)現。

　　“線(xiàn)粒體炫”是近期發(fā)現的單個(gè)線(xiàn)粒體內超氧陰離子自由基的自發(fā)的、間歇性、量子化的生成，并伴隨線(xiàn)粒體膜電勢瞬間驟降的事件。這一生物現象依賴(lài)于線(xiàn)粒體呼吸鏈，由線(xiàn)粒體通透性轉換孔觸發(fā)?！熬€(xiàn)粒體炫”可以作為定量研究線(xiàn)粒體狀態(tài)的生物標記物，并且可以預測個(gè)體壽命。然而，“線(xiàn)粒體炫”在細胞命運轉換中的變化規律是怎樣的，是否存在重要作用，均不清楚。 

　　體細胞重編程技術(shù)不僅極大推動(dòng)了再生醫學(xué)的發(fā)展，同時(shí)也為細胞命運決定的機理研究提供了一個(gè)理想的體外模型。劉興國研究組利用這一模型實(shí)時(shí)觀(guān)測了“線(xiàn)粒體炫”的發(fā)生規律，并深入研究了其作用機制。研究人員從體細胞重編程開(kāi)始進(jìn)行連續觀(guān)察，驚奇地發(fā)現在Yamanaka因子加入體細胞的第3天，“線(xiàn)粒體炫”頻率出現一個(gè)峰值，隨后迅速下降。這一重編程早期的“線(xiàn)粒體炫”的短暫激活，有利于體細胞重編程為誘導多能干細胞（iPSCs）。該研究進(jìn)一步研究揭示“線(xiàn)粒體炫”通過(guò)調控TET2介導的Nanog基因啟動(dòng)子去甲基化，增加Nanog蛋白表達從而促進(jìn)重編程。 

　　該研究首次展示了細胞命運轉換中“線(xiàn)粒體炫”的變化規律，揭示了“線(xiàn)粒體炫”對多能性獲得的作用機制。更重要的是，這一發(fā)現表明線(xiàn)粒體信號在表觀(guān)遺傳調控中的重要作用，是核質(zhì)相互作用的新模式，為細胞命運轉換的機制研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了新的思路。 

　　該研究獲得中科院、科技部、國家自然科學(xué)基金、廣東省和廣州市的經(jīng)費支持。 

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　　重編程第3天的“線(xiàn)粒體炫”頻率高于對照（熒光強度2.5D圖） 

　　“線(xiàn)粒體炫”促進(jìn)重編程示意圖