北京時(shí)間2月24日，中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院鄭輝課題組在國際學(xué)術(shù)期刊The EMBO Journal在線(xiàn)發(fā)表了題為Metabolic switch and epithelial–mesenchymal transition cooperate to regulate pluripotency的研究論文，該成果揭示了代謝模式與上皮間質(zhì)轉換協(xié)同調控體細胞重編程的新機制。

　　上皮和間質(zhì)狀態(tài)是兩種主要的細胞狀態(tài)。多細胞生物通過(guò)細胞在上皮和間質(zhì)狀態(tài)間反復的轉換形成復雜的組織結構。大量研究表明上皮間質(zhì)轉換（EMT，epithelial-mesenchymal transition）和間質(zhì)上皮轉換（MET，mesenchymal-epithelial transition）參與多種生物學(xué)過(guò)程。早期的研究表明MET是成纖維細胞重編程早期的重要過(guò)程，而在正常的MET之前引入短暫的EMT可以有效提高重編程效率。這樣的順序性EMT-MET在多種細胞命運決定和轉換過(guò)程中發(fā)揮重要作用，但是具體調控機制并不明確，都是需要深入研究的科學(xué)問(wèn)題。  

　　研究團隊利用新型培養基（5C 培養基）在成纖維細胞重編程的早期誘導EMT，并證明早期EMT可以有效促進(jìn)多能性重建的過(guò)程。早期EMT可以有效促進(jìn)細胞能量代謝模式由氧化磷酸化向糖酵解的轉變（OXPHOS-glycolysis switch, OGS）；而在重編程早期利用小分子或者轉錄因子單獨誘導OGS也可以觀(guān)察到EMT。進(jìn)一步的研究表明早期EMT與OGS通過(guò)下游關(guān)鍵轉錄因子之間的轉錄激活形成正反饋環(huán)路。在重編程早期，EMT和OGS通過(guò)下游關(guān)鍵轉錄因子共同激活一系列表觀(guān)遺傳調控因子，通過(guò)上調這些因子的表達進(jìn)一步激活核心多能性轉錄因子的表達，有效促進(jìn)多能性重建過(guò)程。研究團隊隨后在胚胎干細胞向肝臟細胞分化以及神經(jīng)膠質(zhì)細胞向神經(jīng)細胞轉分化過(guò)程也分別驗證了早期EMT與OGS的相關(guān)性，以及兩者對上述表觀(guān)遺傳調控因子的調控作用。在重編程后期，EMT與OGS共同作用將細胞重編程到一個(gè)新的多能性狀態(tài)（5C state），基于公共數據庫中的數據集，也可以觀(guān)察到部分細胞具有與這樣的新多能干細胞類(lèi)似的基因表達譜，提示EMT與OGS的正反饋作用可能在早期胚胎發(fā)育以及多能性調控中發(fā)揮重要作用。此外，鑒于上皮間質(zhì)間轉換和能量代謝在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的重要作用，這一研究成果或可以為腫瘤研究提供新的視角。

　　該研究得到了中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項，中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計劃，國家自然科學(xué)基金，廣東省干細胞與再生醫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室和廣東省科技計劃項目的資助。