中國科技網(wǎng)北京5月3日電（記者李大慶）記者從中國科學(xué)院獲悉，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》（自然-通訊）倫敦時(shí)間5月3日10點(diǎn)（北京時(shí)間5月3日下午5點(diǎn)）在線(xiàn)發(fā)表中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院裴端卿和舒曉東團隊關(guān)于調控人胚胎干細胞向肝系細胞分化的機理研究。該成果為多能干細胞分化提供細胞生物學(xué)的機理，為解決干細胞在再生醫學(xué)運用中打開(kāi)一扇新門(mén)窗，為統一體細胞重編程與干細胞分化這二個(gè)過(guò)去認為不同的機理體系邁出一大步，而統一細胞命運調控也將奠定干細胞研究理論體系建立。
如何大量獲得具有特定功能的細胞如神經(jīng)元、肝臟細胞及胰腺β細胞等是當前再生醫學(xué)研究的重要課題之一，因為它們是細胞移植及體外人類(lèi)器官構建的基礎。科研人員結合體細胞重編程、定向分化或是轉分化技術(shù)現在已經(jīng)能夠獲得多種功能性細胞，但是，不同方法誘導效率不一，所獲得的產(chǎn)物細胞的體內安全性、有效性不易評估。
早在2010年，裴端卿團隊在研究中發(fā)現，細胞“逆轉”過(guò)程是由間充質(zhì)細胞狀態(tài)轉變到上皮細胞狀態(tài)來(lái)驅動(dòng)的，該過(guò)程被稱(chēng)為“MET”。隨后，科研人員通過(guò)優(yōu)化轉化因子導入的順序，發(fā)現在間充質(zhì)轉變到上皮細胞狀態(tài)前還存在一個(gè)“上皮向間充質(zhì)細胞”狀態(tài)轉換過(guò)程（該過(guò)程被稱(chēng)為“EMT”），并證明這樣的多次轉換有利于提高重編程效率。這一發(fā)現與中國傳統陰陽(yáng)太極理念較一致，科研人員進(jìn)一步推論，間充質(zhì)細胞狀態(tài)與上皮細胞狀態(tài)之間的多次相互轉換機理具有一定的普遍性，可能在其它類(lèi)型的細胞命運轉換過(guò)程中也有重要作用。為此，課題組對體細胞重編程的逆過(guò)程---多能干細胞的定向分化過(guò)程，進(jìn)行了系統分析，重點(diǎn)評估EMT/MET過(guò)程在肝系分化過(guò)程中的作用。
成熟肝臟細胞是典型的上皮細胞，可由其同屬上皮細胞的人胚胎干細胞通過(guò)體外定向分化而獲得。在上述研究中，科研人員發(fā)現這兩種上皮細胞之間的命運轉換需要經(jīng)過(guò)一個(gè)間充質(zhì)狀態(tài)的中間階段。在胚胎干細胞分化為定型內胚層階段發(fā)生了EMT過(guò)程，而隨后進(jìn)一步的肝系分化成熟過(guò)程伴隨著(zhù)MET過(guò)程。
科研人員運用單細胞分析、CRISPR/Cas9介導的基因修飾等技術(shù)，初步闡明了調控上述細胞命運轉換的分子機制：Activin A誘導人胚胎干細胞分泌EMT的誘導信號TGF-β，后者激活EMT轉錄因子SNAI1，從而激活胚胎干細胞的肝系分化過(guò)程。
EMT/MET調控重編程及分化過(guò)程中細胞命運轉換的發(fā)現，為獲得特定的功能性細胞提供了一個(gè)理論性框架，有望通過(guò)對EMT/MET過(guò)程的分析和調控，高效、同步地獲得特定功能的細胞，同時(shí)，降低分化程度不足導致的潛在安全隱患（如成瘤性等），從而滿(mǎn)足再生醫學(xué)研究對細胞的需求。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重大科學(xué)研究計劃、中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項及廣東省科技計劃項目等經(jīng)費資助。
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