最近，在一項(xiàng)為科學(xué)家們提供“干細(xì)胞發(fā)育及其在疾病中的作用”關(guān)鍵見(jiàn)解的開(kāi)創(chuàng)性研究中，加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）與Eli&Edythe Broad再生醫(yī)學(xué)與干細(xì)胞研究中心的研究人員，在生物化學(xué)教授Kathrin Plath博士的帶領(lǐng)下，建立了一種史無(wú)前例的方法，可定義特化細(xì)胞被重編程為干細(xì)胞（類(lèi)似胚胎干細(xì)胞）的獨(dú)特階段。該研究發(fā)表在最近的國(guó)際權(quán)威雜志《Cell》。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（稱(chēng)為iPSCs）類(lèi)似于人類(lèi)胚胎干細(xì)胞，這兩種細(xì)胞具有獨(dú)特的自我更新能力，具有靈活性，能變成人體中的任何細(xì)胞。然而，iPSC細(xì)胞是由重編程的皮膚或血細(xì)胞產(chǎn)生的，并不需要胚胎。

重編程是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程（大約一至兩周），大部分效率不高，通常只有少于1%25的原發(fā)性皮膚或血細(xì)胞能成功地變成iPSC。在重編程過(guò)程中一個(gè)細(xì)胞所經(jīng)歷的確切階段尚未得到很好的理解。這方面的知識(shí)是非常重要的，因?yàn)閕PSCs在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力，它們可以提供患者特異性細(xì)胞的單一來(lái)源，替換那些因損傷或疾病而失去的細(xì)胞。它們也可以被用來(lái)制備新的疾病模型，利用這些模型可以開(kāi)發(fā)新的藥物和治療方法。

Plath說(shuō)：“這項(xiàng)研究具有廣泛的影響，因?yàn)橥ㄟ^(guò)深入了解細(xì)胞重編程，我們就可以完善疾病模型，提供適合于再生療法的患者特異性特化細(xì)胞的更好來(lái)源。這最終也會(huì)為各種各樣疾病帶來(lái)新的、更好的治療方法，使患者受益?！?/p>

本文共同第一作者、Plath實(shí)驗(yàn)室博士后研究人員Vincent Pasque和Jason Tchieu，利用詳細(xì)的時(shí)間過(guò)程分析，制定了重編程過(guò)程的路線(xiàn)圖。他們誘導(dǎo)皮膚細(xì)胞重編程為iPSC，然后每天或每隔一天在單細(xì)胞水平上觀察和分析變換過(guò)程。在長(zhǎng)達(dá)兩周的時(shí)間內(nèi)收集和記錄數(shù)據(jù)。

Plath的研究小組發(fā)現(xiàn)，在重編程期間細(xì)胞中發(fā)生的變化，是以一種連續(xù)的、循序漸進(jìn)的方式發(fā)生，而且更重要的是，這些階段在所有不同重編程系統(tǒng)和所分析的不同細(xì)胞類(lèi)型之間是相同的。

Pasque說(shuō)：“現(xiàn)在，任何細(xì)胞重編程的確切階段都可以被確定。這項(xiàng)研究標(biāo)志著思維上的一個(gè)巨大轉(zhuǎn)變，因?yàn)樗鼮榭茖W(xué)家提供了簡(jiǎn)單而有效的方法，以一種循序漸進(jìn)的方式研究干細(xì)胞生產(chǎn)。目前為止，大部分研究都忽略了重編程的階段，但是我們現(xiàn)在可以在宏觀與微觀層面上更好地了解這個(gè)過(guò)程?！?/p>

Plath研究小組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，重編程為iPSC的階段，與我們所預(yù)料的有所不同。他們發(fā)現(xiàn)，它不單純是胚胎發(fā)育各階段的反向順序。有些步驟按照預(yù)期的順序被顛倒；而其他步驟并沒(méi)有以精確的倒序發(fā)生，并抗拒改變，直到重編程為iPSCs的末期階段。

Pasque說(shuō)：“這反映了細(xì)胞多么不喜歡從一種特化細(xì)胞類(lèi)型變?yōu)榱硪环N，并抗拒細(xì)胞身份的改變。抵抗重編程也有助于解釋?zhuān)瑸槭裁粗鼐幊讨话l(fā)生在一小部分的起始細(xì)胞中?！?/p>

根據(jù)這些調(diào)查結(jié)果，Plath實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)展研究，在重編程特定階段主動(dòng)分離特定細(xì)胞類(lèi)型。他們也希望這項(xiàng)研究將鼓勵(lì)更多科學(xué)家深入研究iPSC發(fā)育的特征。