倫敦時(shí)間5月3日10點(diǎn)（北京時(shí)間5月3日下午5點(diǎn)），國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》（自然-通訊）在線(xiàn)發(fā)表了中國科學(xué)家的一個(gè)重大成果，中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院的裴端卿和舒曉東團隊在論文中闡明了人類(lèi)胚胎干細胞誘導為肝細胞的轉化機制。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)中的運用打開(kāi)了一扇新門(mén)窗，為人體組織與器官的再生提供了基礎理論依據。

　　如何大量獲得神經(jīng)元、肝臟細胞及胰腺β細胞等具有特定功能的細胞？這是當前再生醫學(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。

　　人體由大約200萬(wàn)億個(gè)細胞組成。這些細胞構建為人體所有組織與器官，例如皮膚，肝臟，關(guān)節，肌肉，大腦等。這200萬(wàn)億細胞到底可以分為多少類(lèi)型？教科書(shū)上一般認為有200多種類(lèi)型。如果在顯微鏡下觀(guān)察，可以看到：人體組織與器官都含有二種基本細胞類(lèi)型，上皮細胞和間質(zhì)細胞。

　　上皮細胞一般在組織器官的表面，由一層基底膜支撐著(zhù)，同時(shí)構成組織與器官的邊界和屏障?；啄は旅嬗砷g質(zhì)細胞組成。間質(zhì)細胞合成膠原蛋白和其他胞外基質(zhì)，賦予組織器官形狀和柔和性。所以，上皮細胞和間質(zhì)細胞是人體最具有普遍性的細胞類(lèi)型。

　　上皮細胞和間質(zhì)細胞能否互相轉換？

　　答案是肯定的。

　　早在2010年，裴端卿團隊在研究中發(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”，即間質(zhì)細胞轉化為上皮細胞。

　　隨后，科研人員通過(guò)優(yōu)化轉化因子導入的順序，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，科研人員進(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。

　　科研人員運用單細胞分析、CRISPR/Cas9介導的基因修飾等技術(shù)，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TGF-β，后者激活EMT轉錄因子SNAI1，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EMT/MET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。

　　該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重大科學(xué)研究計劃、中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項及廣東省科技計劃項目等經(jīng)費資助。