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中國科學(xué)家7月18日在美國《科學(xué)》雜志上報(bào)告說，他們用一種簡單的化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)方法，將成年鼠皮膚細(xì)胞制成多潛能干細(xì)胞，并用這種細(xì)胞培育出多只健康的小鼠，其中一只叫“青青”的小鼠剛過完100天的生日。這是一項(xiàng)革命性的研究成果，是比克隆羊“多莉”更徹底更方便的克隆技術(shù)。一旦在人體細(xì)胞上取得成功，就可以完全用人的自身細(xì)胞實(shí)現(xiàn)人體克隆和器官再造。

中國科學(xué)家用成年鼠體細(xì)胞脫分化，培育出健康小鼠

簡單方法實(shí)現(xiàn)逆分化

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，哺乳動(dòng)物細(xì)胞只有在胚胎的早期發(fā)育階段具有分化為各種類型組織和器官的“多潛能性”，而隨著生長發(fā)育分化成為成體細(xì)胞之后會(huì)逐漸喪失這一特性。人類一直在尋找方法讓已分化的成體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)（脫分化），使之重新獲得類似胚胎發(fā)育早期的“多潛能性”，并將其重新定向分化成為有功能的細(xì)胞或器官，應(yīng)用于治療多種重大疾病。

此前，通過借助卵母細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞核移植或者使用導(dǎo)入外源基因的方法，體細(xì)胞被證明可以被進(jìn)行“重編程”獲得“多潛能性”，這兩項(xiàng)技術(shù)因此獲得了2012年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。不過，由于這樣的技術(shù)仍然會(huì)引入外源性遺傳物質(zhì)，并不能算是真正意義上的細(xì)胞脫分化。

據(jù)了解，在這項(xiàng)研究中，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄧宏魁團(tuán)隊(duì)僅使用四個(gè)小分子化合物的組合對(duì)體細(xì)胞進(jìn)行處理就可以成功地逆轉(zhuǎn)其“發(fā)育時(shí)鐘”，實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞的“重編程”。使用這項(xiàng)技術(shù)，他們成功地將已經(jīng)特化的小鼠成體細(xì)胞誘導(dǎo)成為了可以重新分化發(fā)育為各種組織器官類型的“多潛能性”細(xì)胞，并將其命名為“化學(xué)誘導(dǎo)的多潛能干細(xì)胞（CiPS細(xì)胞）”。

這項(xiàng)新技術(shù)讓人驚奇的是，原本人們認(rèn)為復(fù)雜而嚴(yán)密的分化發(fā)育過程竟然可以通過如此簡單的方式實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，而在研究中一只名叫“貝貝”的嵌合小鼠的出生，意味著用化學(xué)方法將成體細(xì)胞重編程得到的“多潛能干細(xì)胞”具有和“胚胎干細(xì)胞”同樣的分化發(fā)育的能力。

用成年鼠體細(xì)胞“逆轉(zhuǎn)”得到的小鼠胚胎

比“多莉”更徹底的克隆

為了明確化學(xué)誘導(dǎo)的體細(xì)胞重編程過程發(fā)生的機(jī)制，鄧宏魁研究組還進(jìn)一步研究了這一過程中的分子水平的路徑。結(jié)果顯示“化學(xué)誘導(dǎo)的體細(xì)胞重編程”的過程是一條有別于以往體細(xì)胞重編程方法的全新途徑。更有意思的是，這條新途徑的早期變化過程同低等動(dòng)物再生的早期過程中所涉及的分子機(jī)制比較類似。

此前，人們只能在植物等低級(jí)生物細(xì)胞上實(shí)現(xiàn)這樣的“發(fā)育時(shí)鐘”，也就是如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的植物細(xì)胞組織培養(yǎng)技術(shù)。通過化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)，人們可以僅僅利用植物體細(xì)胞來培養(yǎng)出一株完整的植物，擺脫了對(duì)種子（生殖細(xì)胞）的依賴。與需要外源卵細(xì)胞的克隆羊“多莉”相比，這是一種更加徹底的克隆技術(shù)，消除了細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的影響。

據(jù)介紹，這項(xiàng)研究成果有助于我們更好地理解高等動(dòng)物細(xì)胞命運(yùn)決定和細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)變的機(jī)制，使得人類未來有可能通過使用小分子化合物的方法直接在自身體內(nèi)改變細(xì)胞的命運(yùn)。這個(gè)新方法擺脫了以往技術(shù)手段對(duì)于卵母細(xì)胞和外源基因的依賴，為未來細(xì)胞治療及人造器官提供了理想的細(xì)胞來源，給未來應(yīng)用再生醫(yī)學(xué)治療重大疾病帶來了新的可能。