解鎖細胞命運“密碼”
裴端卿的制備方法,被稱為“化合物誘導幹細胞多能性”,英文簡稱CIP。這一方案,需要用兩種不同的“藥水”依次給細胞“洗澡”,相比較前人採用的方案,更加簡單、高效,所需的初始細胞量更加少。更重要的是,這一方法可以實現多種體細胞類型“返老還童”,包括在體外極難培養的肝細胞。
“魔法藥水”如何讓成體細胞回到胚胎發育早期的幹細胞狀態?裴端卿介紹,在個體中,所有的細胞都擁有同樣的染色質,之所以會形成形態各異、功能不同的各種細胞,是因為細胞在發生可識別的形態變化之前,就因受到約束,而向特定方向分化。這種約束,決定細胞未來的發育結果。
裴端卿團隊研究發現,這種約束細胞形態變化的“指令”,來自於細胞核內部的染色質狀態。細胞染色質的開放與關閉,構成決定細胞命運的狀態,“這種情況,就猶如計算機二進制的"密碼串",進而將細胞"鎖"在特定狀態。”
所謂“魔法藥水”,正是通過藥物來精准調節細胞染色質“密碼串”上的狀態。在過程上,首先採用一組藥物將體細胞命運狀態“解鎖”,進而採用另一組藥物,將細胞命運驅動到多能幹細胞狀態,進而實現細胞的“返老還童”。
“由於沒有引入外源基因,這一方法操作簡便、誘導過程條件均勻、所有成分明確、標準化,將為幹細胞應用提供安全、高效的制備方法”,裴端卿說,新的制備方法,將具有廣闊的市場應用前景。與此同時,還將為開辟藥物誘導細胞命運轉變提供新方向,“推動幹細胞及再生醫學的發展,服務於我國的醫療與衛生事業”。
聲音
專家:廣泛應用後具有重要意義
多名生物學專家指出,儘管裴端卿團隊的研究,目前仍在實驗室階段,距離實際應用尚有距離,但仍然具有重要意義。
中科院上海藥物研究所研究員、國家新藥篩選中心副主任謝欣針對裴端卿的方法評論說,這一研究方法,與常規的誘導方法有顯著區別,即藥物小分子直接整合入DNA,重塑染色質結構,從而改變基因表達,“這是一個全新的機制”。除此之外,裴端卿的極大提高誘導的效率,使化學誘導有望成為誘導多能幹細胞的常規方法。
謝欣說,“魔法藥水”的研究機制,可以指導後續研究者有目標地設計化合物小分子,來改變染色質結構,從而更加優化誘導體系,廣泛應用後,將“使我國在這一領域處於世界領先的地位”。
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