發(fā)布時(shí)間:2017-05-03來(lái)源:來(lái)源:中國科學(xué)報
記者從中國科學(xué)院獲悉,該院廣州生物醫藥與健康研究院裴端卿和舒曉東團隊關(guān)于調控人胚胎干細胞向肝系細胞分化的機理研究,北京時(shí)間今天(5月3日)下午在線(xiàn)發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》雜志。
該成果為多能干細胞分化提供了細胞生物學(xué)的機理,為解決干細胞在再生醫學(xué)運用中打開(kāi)了一扇新門(mén)窗,為統一體細胞重編程與干細胞分化這二個(gè)過(guò)去認為不同的機理體系邁出一大步,而統一細胞命運調控也將奠定干細胞研究理論體系建立。
早在2010年,裴端卿團隊就發(fā)現,細胞“逆轉”過(guò)程是由間充質(zhì)細胞狀態(tài)轉變到上皮細胞狀態(tài)來(lái)驅動(dòng)的,該過(guò)程被稱(chēng)為“MET”;隨后科研人員發(fā)現在間充質(zhì)轉變到上皮細胞狀態(tài)前還存在一個(gè)“上皮向間充質(zhì)細胞”狀態(tài)轉換過(guò)程,該過(guò)程被稱(chēng)為“EMT”,并證明這樣的多次轉換有利于提高重編程效率。
“這一發(fā)現與中國傳統陰陽(yáng)太極理念較一致?!迸岫饲涞冗M(jìn)一步推論,間充質(zhì)細胞狀態(tài)與上皮細胞狀態(tài)之間的多次相互轉換機理具有一定的普遍性,可能在其它類(lèi)型的細胞命運轉換過(guò)程中也有重要作用。為此,課題組對體細胞重編程的逆過(guò)程——多能干細胞的定向分化過(guò)程,進(jìn)行了系統分析,重點(diǎn)評估EMT/MET過(guò)程在肝系分化過(guò)程中的作用。
成熟肝臟細胞是典型的上皮細胞,可由其同屬上皮細胞的人胚胎干細胞通過(guò)體外定向分化而獲得。在上述研究中,科研人員發(fā)現這兩種上皮細胞之間的命運轉換需要經(jīng)過(guò)一個(gè)間充質(zhì)狀態(tài)的中間階段。在胚胎干細胞分化為定型內胚層階段發(fā)生了EMT過(guò)程,而隨后進(jìn)一步的肝系分化成熟過(guò)程伴隨著(zhù)MET過(guò)程。
隨后,科研人員初步闡明了調控上述細胞命運轉換的分子機制:Activin A誘導人胚胎干細胞分泌EMT的誘導信號,這一信號激活EMT轉錄因子,從而激活胚胎干細胞的肝系分化過(guò)程。
EMT/MET調控重編程及分化過(guò)程中細胞命運轉換的發(fā)現,為獲得特定的功能性細胞提供了一個(gè)理論性框架,有望通過(guò)對該過(guò)程的分析和調控,高效、同步地獲得特定功能的細胞,同時(shí)降低分化程度不足導致的潛在安全隱患(如成瘤性等),從而滿(mǎn)足再生醫學(xué)研究對細胞的需求。
據了解,如何大量獲得具有特定功能的細胞如神經(jīng)元、肝臟細胞及胰腺β細胞等是當前再生醫學(xué)研究的重要課題之一,因為它們是細胞移植及體外人類(lèi)器官構建的基礎??蒲腥藛T結合體細胞重編程、定向分化或是轉分化技術(shù)現在已經(jīng)能夠獲得多種功能性細胞,但是,不同方法誘導效率不一,所獲得的產(chǎn)物細胞的體內安全性、有效性不易評估。
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