研究论文阐明了长达十年的干细胞之谜

由蒙纳士大学研究员副教授Jose Polo领导的一系列研究本周揭示了细胞重编程的重要但尚未明确的方面。细胞重编程，其中一种类型的细胞可以变成人体中几乎任何其他类型的细胞，正在彻底改变医学。它使科学家在理论上能够创造任何组织来修复受损器官，如心脏或肝脏，或用于移植。

2006年，获得诺贝尔奖获奖诱导多能干细胞(iPS)的日本研究人员发现了一组四种转录因子能够将任何细胞转变为iPS细胞。与胚胎干细胞一样，这些iPS细胞具有产生身体任何细胞的潜力，但避免使用胚胎或存在被患者身体排斥的风险，这是移植的限制。

然而十多年后，仍然没有完全理解这些重编程因素是如何起作用的。

“你不需要知道从A到B驾驶汽车的机械装置，但是如果出现问题或者你想提高汽车的性能，那么你需要知道汽车是如何工作的，以便修理或改进它，“波罗副教授说。

值得注意的是，并证明了他在实验室进行的世界领先的研究，两位Polo副教授的研究在一周之内发表在备受推崇的Cell Press期刊上，在这个长达十年的谜团中发掘出新的证据，而第三个相关研究于上月底在Nature Methods上发表。

蒙纳士生物医学发现研究所(BDI)和澳大利亚再生医学研究所的副教授Polo是iPS细胞领域的专家。

本周在Cell Reports上发表的第一项研究是由Polo副教授和Duke-NUS新加坡的Owen Rackham博士领导的国际合作的结果。它基于对2012年波罗副教授进行的iPS细胞的具有里程碑意义的研究，该研究描述了将成纤维细胞(皮肤细胞)重编程为干细胞过程中发生的事情的“路线图”。

“在我们2012年的研究之前，它是关于如何用于重编程的成纤维细胞变成iPS细胞的黑盒子 - 我们追踪了发生的事情的路线图，”Polo副教授说。

在这项新工作中，该团队发现每个细胞类型的路线图并不相同。

利用来自动物模型的成纤维细胞，中性粒细胞(白细胞)和角质形成细胞(另一种皮肤细胞类型)，研究人员发现多能性的途径取决于原始细胞类型。

蒙纳士BDI的生物学家Christian Nefzger博士是生物信息学家Fernando Rossello博士的第一作者，他说这些研究结果对研究具有重要意义。

“研究不同细胞类型如何转化为多能干细胞，我们需要通过不同的镜片来全面了解和控制这一过程，”Nefzger博士说。

由Polo副教授和西澳大利亚大学的Ryan Lister教授领导的另一项研究今天发表在细胞干细胞上，揭示了重编程转录因子如何将特定基因“打开”或“关闭”，或“打开”或“关闭” “他们。

该细胞干细胞研究提供了这些因素是如何做好自己的工作进行说明。

基因是染色质的一部分，染色质是DNA和蛋白质的复合物，在细胞核内形成染色体。科学家们能够解释一个过程背后的机制，其中重编程因子进入打开和关闭的染色质区域。

“这已经揭开了染色质和转录因子的区域，这些因素以前我们不知道在多能性中是重要的，”Polo副教授说。

“现在我们知道它们具有重要意义，我们可以更详细地研究这些领域，看看它们在发育，再生甚至癌症中可能扮演什么角色，”他说。

共同第一作者，Monash BDI的Anja Knaupp博士补充说：“通过我们的分子分析，我们现在能够更好地理解并因此改进重编程过程，这对于我们最终将这项技术转移到临床应用中是必不可少的，”Knaupp博士说。

Polo副教授表示，这些研究结果可能为将来在人体内而不是在实验室中再生组织铺平道路，为生产具有适合研究人员或临床医生需求的属性的“合成细胞”，或模仿这些因素的药物的生产。

“我们增加的每一层都有助于我们向前迈出一步，”他说。

上个月在“自然方法”杂志上发表的论文描述并建立了一种创造一种人类iPS细胞形式的方案 - “幼稚”细胞 - 最接近于人类胚胎的第一个细胞。

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