自2006年,日本京都大學(xué)教授山中伸彌報道四個轉(zhuǎn)錄因子Oct4/Sox2/Klf4/c-Myc可將體細(xì)胞重編程為多能干細(xì)胞以來,此項技術(shù)因創(chuàng)造性地避開免疫排斥和倫理爭議問題而備受關(guān)注,開創(chuàng)了細(xì)胞生物學(xué)的新篇章。近年來研究表明,誘導(dǎo)多能干細(xì)胞在細(xì)胞治療、組織器官修復(fù)、疾病模型、藥物篩選、精準(zhǔn)醫(yī)療等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。

　　為了解開細(xì)胞“變身”的秘密和推進(jìn)臨床應(yīng)用,科學(xué)家開發(fā)出不同的重編程體系。原來真核細(xì)胞將基因組DNA與組蛋白進(jìn)行不同層次的折疊組裝成染色質(zhì),染色質(zhì)的關(guān)閉或開放狀態(tài)與細(xì)胞命運決定相關(guān)的精密信息的讀取密切相關(guān)。研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),體細(xì)胞重編程過程中染色質(zhì)狀態(tài)變化遵循一定的規(guī)律。

　　正是遵循重編程過程中染色質(zhì)動態(tài)變化規(guī)律,從開和關(guān)的角度出發(fā),結(jié)合基因表達(dá)譜分析,裴端卿領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊開發(fā)出由7個因子(7F)組成的新型高效重編程因子混合劑,可快速將小鼠成纖維細(xì)胞重編程為iPS細(xì)胞。此混合劑是由5個由轉(zhuǎn)錄因子Sall4、Esrrb、Nanog、Glsi1、Jdp2以及兩個表觀修飾因子Kdm2b和Mkk6組成。

　　裴端卿指出,利用此體系,可將傳統(tǒng)OKSM重編程效率從小于0.1%提高到10%左右;在速率上,只需要重編程4天,即可獲得能夠生出嵌合小鼠以及生殖系傳遞小鼠的iPS細(xì)胞。如果把重編程過程比作是信息通訊,7F的誕生無疑是將原有的“4G”推向了“5G”快速通道。與Yamanaka因子不同,7F選擇特異的“通道”將體細(xì)胞推向iPSC終點,在此過程中,重編程因子之間相互配合,調(diào)控相應(yīng)位點開放和關(guān)閉。

　　該研究揭示了遵循染色質(zhì)動態(tài)變化規(guī)律而設(shè)計的重編程因子組合在決定iPSCs的特性上扮演重要角色,它有利于快速獲得高質(zhì)量iPSCs,為進(jìn)一步揭示重編程機(jī)制提供更多選擇。同時,短期快速獲得高質(zhì)量iPSCs可以縮短細(xì)胞治療過程,加速推進(jìn)干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)走向臨床。

　　此外,這種因子的篩選理念可幫助科學(xué)家針對性地設(shè)計轉(zhuǎn)錄因子組合用于改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu),結(jié)合小分子化合物,更易操控細(xì)胞命運決定。