四种因子赋予成熟细胞干细胞功能

        只需引入四种因子，研究人员成功使已分化的小鼠胚胎细胞或者成年小鼠细胞具有胚胎干细胞功能。研究详细结果将在新一期CELL杂志发表。

        这种被研究人员定义为“被诱导的多能性干细胞”（induced  pluripotent  stem  cells，iPS）具有胚胎干细胞的经典的物理性质、生长方式和遗传学特征。多能性是指细胞能够分化为其它各种类型细胞的潜能。

        京都大学研究员Shinya  Yamanaka说：“人类胚胎干细胞可以用于治疗帕金森氏症、脊髓损伤和糖尿病等多种疾病。然而目前实验和医疗还要考虑到利用人类胚胎的一些伦理问题和组织移植的排异反应。”假如能够直接采集到患者自身的多能性细胞，这些问题都迎刃而解了。

        Yamanaka说：“实验证明只需向培养纤维原细胞的培养基中添加几种因子即可以诱导产生多能性干细胞。”（纤维原细胞是在结缔组织中存在的一种结构纤维）。

        自然过程中胚胎干细胞来自于哺乳动物胚泡（blastocyst）细胞，受精卵首先进入胚泡阶段，然后胚泡发育进入胚胎发育阶段。早期研究已经证实，肌体其它组织的细胞也可以通过将其核质移植到卵母细胞或者通过与胚胎干细胞融合而实现“改编”（reprogrammed）为有干细胞分化潜能的细胞。Yamanaka说：“这些实验告诉我们未受精的卵子和胚胎干细胞可能包含一些成分，这些成分可以使已分化的细胞重新具有多能性。我们推测这些成分对维持胚胎干细胞的同一性至关重要，并且在诱导其它肌体细胞具有性的过程中扮演关键角色。”

        研究人员选择了先前已经证实的与维持早期胚胎和胚胎干细胞同一性有关的24种基因作为候选因素，寻找能够诱导肌体细胞转化为其它细胞类型的关键因素。研究结果发现其中的四种基因：Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4可以使来自胚胎小鼠或者成年小鼠的不同的纤维原细胞保留胚胎干细胞正常的多能性。

        更进一步的实验发现，将这些iPS细胞移植到小鼠的皮下组织会导致肿瘤发生，这些肿瘤包括在哺乳动物胚胎中三种重要类型组织肿瘤。并且Yamanaka表示：“胚层”（germ  layers）zui终会发育成为完整的组织和器官。将iPS细胞注入胚泡，也能发现iPS细胞协助小鼠胚胎发育。

        “这些结果为研究控制多能性迈出了重要一步，有助于将患者体内细胞转化为多能性细胞提供思路。”因为这些研究结果有广泛的应用价值，干细胞专家谨慎地表示此项胚胎干细胞研究还有很大的发展空间。

        Yamanaka说：“我们仍然不知道的是，是否人类中的这四种基因可以诱导人类成体细胞（somatic  cell）具有多能性。”  

        研究小组对干细胞将来的研究工作提出两点意见：一是强调c-Myc（一种在多种人类癌症中都出现的基因）也许不适合临床应用，并且治疗过程需要特定的培养环境；二是强调iPS细胞不一定具有胚胎干细胞所有功能。（生物通记者  子元）



　　随着四个因素的介入，研究人员已经成功地诱导从小鼠胚胎或者成熟小鼠分化的细胞呈现胚胎干细胞样的行为特征。研究人员在*时间报道了他们的发现，并在杂志《细胞》发表了这一惊人的发现。

　　研究人员认为的多能干细胞（iPS）表现为胚胎干细胞样自然的生长和遗传学特征，他们报道的“多能性”是指他们具备分化成大多数其他细胞的潜能。

　　来自日本京都大学的Shinya  Yamanaka认为：“人类的胚胎干细胞被用作治疗很多疾病，如帕金森（氏）病、脊髓损伤、以及糖尿病，然而人类胚胎的使用面临很多伦理学上的问题，以及移植后病人体内的组织排斥反应。如果能直接从患者自身获得多能细胞，这些问题就会迎刃而解了。”

　　Yamanaka认为：“我们已经证实通过在成纤维细胞培养时给予一些已知的诱导因素来直接获得多能干细胞”。成纤维细胞就是在结缔组织中维持结构的纤维。

　　胚胎干细胞时源自哺乳动物胚泡（受精后发育成细胞团）的内层，并zui终形成发育中的胚胎。早期的研究结果显示，通过将来自身体其他部位的细胞的核内容物转移到卵母细胞或者与胚胎干细胞融合，可以将它们重新改造。

　　Yamanaka认为：“这些研究结果揭示为受精的卵核胚胎干细胞包含能诱导分化成多种细胞潜能的因子”。

　　他同时还解释：“我们假设那些维系胚胎干细胞功能的重要因素在其他体细胞多能性的诱导也会发挥重要的作用”。

　　研究人员选择了24个基因（先前发现它们在早期胚胎或胚胎干细胞中发挥重要作用）作为候选因素来研究导致体细胞分化为其他细胞的能力。

　　研究人员发现这些因素中的四个，Oct3/4，Sox2，c-Myc以及Klf4借助来自胚胎或者成年鼠分化的成纤维细胞的多能性而储存为胚胎干细胞。

　　他们进一步报道，在小鼠皮下iPS细胞的移植导致包含大量组织，这些组织是哺乳动物胚胎中存在的三种原始类型。这种胚胎内原始的“胚层”zui终分化为所有动物的组织和器官。随后能注射进入胚泡中，iPS细胞能导致小鼠胚胎的发育。Yamanaka认为：“这个发现在控制多能性方面发挥重要作用，可能zui终导致直接源自病人体细胞的多能细胞的产生”。

　　这个发现将会有广泛的应用价值，但干细胞研究的专家警示人们胚胎干细胞的研究还有很长的一段路要走。Yamanaka谈到：“我一直不知道这四个因素是否能从体细胞产生多能性细胞。因为C-Myc这个基因在很多人类癌症细胞中涉及，所以在临床上它的应用还有一定的限制。在这个因素存在的情况下，诱导分化也要求一个特殊的培养环境。iPS的细胞是否能象胚胎干细胞一样发挥所有的功效”。