研究新發(fā)現(xiàn):科學(xué)家運(yùn)用化學(xué)小分子將人體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦杉?xì)胞

干細(xì)胞早已不再是誕生之初讓人陌生的存在,基于特性和它所能發(fā)揮的作用,如今干細(xì)胞對(duì)人類醫(yī)療所做出的貢獻(xiàn)也越來(lái)越大。

過(guò)去需要伴隨著諸多并發(fā)癥和副作用的治療方法,在干細(xì)胞療法出現(xiàn)后,使用的頻率已經(jīng)越來(lái)越低。相比各種手術(shù)治療和化學(xué)藥物,干細(xì)胞療法雖然有這樣那樣的優(yōu)勢(shì),但依然存在一個(gè)極大地短板:供應(yīng)量嚴(yán)重不足,因此只能用于一些較為危急和治療成本比較高昂的場(chǎng)景。
受限于干細(xì)胞的培養(yǎng)周期和難度以及隨之而來(lái)的較高成本,干細(xì)胞療法全面運(yùn)用還有很長(zhǎng)的一段路要走。在這之前,首先要解決的是干細(xì)胞的產(chǎn)量問(wèn)題。且不提自體或是異體干細(xì)胞,在發(fā)現(xiàn)了臍帶血這一豐富的干細(xì)胞來(lái)源后,干細(xì)胞面對(duì)治療和研究需要,依舊是供不應(yīng)求。

從人胚胎和其他生物胚胎途徑進(jìn)行采集,雖然能夠獲得高活性的干細(xì)胞,也會(huì)面對(duì)醫(yī)學(xué)、物種倫理的困境,難以成行。
有科學(xué)家開始嘗試基于細(xì)胞化學(xué)反應(yīng),用各種化學(xué)物質(zhì)和細(xì)胞活性因子對(duì)已經(jīng)部分分化或是完全分化的體細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo),以此獲得多潛能干細(xì)胞。

今年四月,北京大學(xué)知名學(xué)者鄧宏魁教授團(tuán)隊(duì)成功利用化學(xué)小分子誘導(dǎo)人體細(xì)胞,轉(zhuǎn)化為多潛能干細(xì)胞,該成果發(fā)布于學(xué)術(shù)期刊《Nature》上。
將已經(jīng)分化完成的細(xì)胞重新編程轉(zhuǎn)化,是多年來(lái)研究者一直追求的目標(biāo)。常識(shí)的認(rèn)知里,體細(xì)胞和人一樣,在由干細(xì)胞分化完成后,除進(jìn)行同類型分裂外,會(huì)經(jīng)歷衰老和凋亡的歷程,且這一變化在分化后就已經(jīng)確定不可逆轉(zhuǎn)。

但上世紀(jì)的研究表明,通過(guò)細(xì)胞核移植,成熟細(xì)胞也能呈現(xiàn)出新的特性,這也為進(jìn)一步研究細(xì)胞的重新分化提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。鄧宏魁則認(rèn)為,一切生命現(xiàn)象是基于化學(xué)反應(yīng)存在的,通過(guò)對(duì)化學(xué)分子的研究可以找到細(xì)胞去分化的途徑。且這一路徑也有時(shí)間短、效率高、操作簡(jiǎn)單、性價(jià)比高以及可控安全的優(yōu)勢(shì)。

在對(duì)小鼠進(jìn)行成功試驗(yàn)后,團(tuán)隊(duì)也成功在體外建立新型干細(xì)胞(EPS),并在期刊《Cell》上發(fā)表了相關(guān)成果。該成果的EPS細(xì)胞具有相對(duì)當(dāng)下多能干細(xì)胞更強(qiáng)的發(fā)育潛能,能夠?yàn)橹苽涠喾N分化功能細(xì)胞提供來(lái)源。同時(shí)EPS也在結(jié)合基因編輯技術(shù)后,制備出CAR-T細(xì)胞,用于癌癥等重大疾病治療。

本次研究成果則是對(duì)人體成體細(xì)胞使用化學(xué)小分子進(jìn)行誘導(dǎo),使其轉(zhuǎn)化為多潛能干細(xì)胞(人CiPS細(xì)胞)。這一成果基于之前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn),大幅優(yōu)化操作流程,且突破了之前多個(gè)團(tuán)隊(duì)無(wú)法將小鼠實(shí)驗(yàn)成果復(fù)現(xiàn)在人體細(xì)胞上的瓶頸。
可以說(shuō),使用化學(xué)手段重新對(duì)人體細(xì)胞進(jìn)行編程,讓干細(xì)胞來(lái)源大大豐富,且難度進(jìn)一步下降,也讓研究者得以從新的角度對(duì)細(xì)胞調(diào)控和再生生物學(xué)理論進(jìn)行研究。重大疾病的醫(yī)治和干細(xì)胞應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)展的前景也更近了一步。

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