阿拉巴马大学伯明翰分校的Kejin Hu博士发现了一种强大的重编程因子，可以将皮肤成纤维细胞产生人诱导多能干细胞(HiPSCs)的效率提高20倍以上，加快重编程时间几天，提高重编程的质量。据信，HiPSC在医学研究和疾病治疗方面具有很大的前景。它们是人类胚胎干细胞(hESCs)的人造版本。生物医学研究人员可以从许多体细胞产生HiPSC，例如来自皮肤活检的成纤维细胞，而不会破坏任何人类胚胎。与hESC一样，HiPSC具有分化成任何类型的特化细胞的能力。因此，它们可以分化成200多种不同类型的人类细胞中的任何一种。这些细胞是药物开发和疾病建模的有效工具，它们还具有通过创建患者特异性多能干细胞来转化移植医学的潜力。用于细胞替代疗法。目标可能包括神经系统疾病，心脏病，血液病和糖尿病。但是，生产这些细胞时，iPSC的这种承诺受到低效率(小于0.1%至1%)的阻碍，以及许多其他重大障碍。

在3月7日Nature Nature上发表的一篇论文中，Hu和其他UAB研究人员描述了他们成功寻找一种重编程因子，该因子提高了效率，缩短了细胞重编程所需的时间。重编程因子是称为BRD3R的激酶家族蛋白，其读取染色体中的乙酰化组蛋白密码。

当胡实验室观察人类成纤维细胞重编程为iPSCs过程中BRD3R过表达诱导的基因表达时，他们也解开了自1962年诺贝尔奖得主约翰古尔登首次克隆青蛙以来经历了半个世纪的谜团。肠细胞核进入去核蛙卵细胞 - 即为什么动物克隆只能在有丝分裂中期II阶段的卵母细胞中成功?Hu发现BRD3R基因在引入成纤维细胞时，上调了128个有丝分裂基因，从而对重编程的有丝分裂优势产生了分子洞察力。

“当我们看到mRNA测序数据时，他们解释了为什么有丝分裂在重编程中如此重要，”胡说。“当我们发现一种新的重编程因子时，我很兴奋，也是第二次发现。”

为了重新编程成纤维细胞，Hu实验室使用了由慢病毒载体递送的BRD3R，以及日本诺贝尔奖获得者Shinya Yamanaka在2006年首次成功将成熟小鼠细胞重编程为iPSC-OCT4，SOX2和KLF4中使用的三种基因。BRD3R无法取代三种必需的Yamanaka重编程因子中的任何一种，表明BRD3R在重编程中具有独特的作用。胡和他的同事们在无异种培养基中对人体细胞进行了重编程，没有使用任何来源的小鼠饲养细胞或血清。无异种生产将成为FDA对人类iPSC未来临床应用的良好生产实践要求。

在2011年到达干细胞研究所，UAB生物化学和遗传学系后，胡开始寻找新的重编程因子。“我相信新的重编程因子会以更有效，更快的方式产生更多真正的iPSC。”

他获得了558个人类激酶基因的文库，并开始筛选一批89个。在将三个Yamanaka基因和他的测试激酶基因导入成纤维细胞后，他寻求提高iPSC生成的效率，通过增加判断成功重编程的多能细胞的集落数，表达多能标记碱性磷酸酶和TRA-1-60。胡的主屏幕显示了11个候选人，但只有BRD3R在更严格的二级屏幕中充当了新的重编程因子。

没有与BRD3R-BRD2，BRD3和BRD4相似的BET亚家族基因显示出重编程活性。由标准标准显示BRD3R产生的iPSC是多能的。尽管BRD3R是激酶文库的成员，但尚未证实其具有激酶活性。但是，在重编程的早期阶段，BRD3R最一致上调的基因是编码四种激酶的基因，包括主要的有丝分裂激酶和关键的有丝分裂激酶，五种调节激酶活性的基因和一种磷酸酶基因。因此，Hu及其同事写道，“即使BRD3R可能没有激酶活性，它似乎可以调节一种重要的有丝分裂激酶网络以促进重编程。”

在干细胞与发育同时发表的另一篇论文中，胡的实验室报告了一个有希望的解决方案，解决与人类iPSC的临床应用相关的问题。HiPSC像癌细胞一样具有猖獗的生长，并且基于HiPSC的移植物中单个HiPSC细胞的污染将导致受体患者肿瘤发展的风险。此外，不完全分化的HiPSC也被认为是致瘤的。基于HiPSC的细胞疗法已经进入临床试验，没有安全方案可以消除接受基于HiPSC的移植患者肿瘤发展的风险。胡的研究的一个目标是建立协议，以消除基于HiPSC的移植中的致瘤细胞。他的实验室发现，使用成熟的抗体靶向HiPSC标记表面蛋白PODXL会杀死多能细胞。

“我们建议，”作者写道，“该抗体可用于消除人类PSC衍生细胞中的致瘤多能细胞，用于细胞移植。”

已知PODXL涉及10多种不同的人类恶性肿瘤，并且在转移和肿瘤侵袭中具有报道的作用。胡的实验室有兴趣发现相同的抗体是否可以杀死癌症患者的其他恶性细胞。

Hu及其同事发现PODXL在HiPSCs中具有高基因表达，并且当细胞分化时它被下调。他们最近发现残留的PODXL阳性人群即使在延长分化后仍然存在。胡说，迫切需要检查基于HiPSC的移植物中残留的PODXL阳性细胞群的致瘤性。