有時我們都希望時光倒流。重溫一次經(jīng)歷,消除錯誤或再次展現(xiàn)我們年輕的容貌。唉,雖然在過去的幾個世紀里發(fā)生了許多令人難以置信的科學突破,但時間旅行并不是其中之一。
然而,再生生物學家正在成功地讓我們的細胞——或者更確切地說,它們的編程——倒轉時鐘。
最近的估計表明,人體包含約 30 萬億個細胞。每個細胞都發(fā)揮著自己獨特的作用,我們體內(nèi)的細胞共同發(fā)揮著我們生存所需的生物學功能。
干細胞通常被稱為細胞“原材料”;特化細胞(如紅細胞或腎細胞)的基礎。有幾種不同的類型,包括胚胎干細胞、間充質干細胞和組織特異性干細胞。多年來,再生生物學一直在尋找通過實驗室工程將特化細胞轉化回干細胞的方法。這些被操縱的細胞被稱為誘導多能干細胞 (iPSC),它們的用途跨越了許多不同的科學領域,包括:
當山中伸彌教授發(fā)現(xiàn)了一種可以將成熟細胞重新編程為多能細胞的方法時,該領域取得了突破。2012年,山中被授予諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。這種方法需要使用特定分子(現(xiàn)在稱為山中因子)“剝離”細胞,大約需要 50 天。
非特化細胞雖然在許多情況下都很有用,但可能會產(chǎn)生不利影響。它們可能會增殖并形成癌癥,因此能夠將 iPSC 重新編程回其原始的專門形式是有優(yōu)勢的。到目前為止,這已證明使用可用方法具有挑戰(zhàn)性。
英國劍橋 Babraham 研究所的研究人員開發(fā)了一種基于 Yamanaka 工作的新方法來克服這個問題。該方法名為“成熟期瞬時重編程”(MPTR),將皮膚細胞暴露于山中因子 13 天。之后,細胞失去了它們的身份。然而,當有機會在正常條件下生長時,研究人員通過多組學分析發(fā)現(xiàn),細胞恢復了其原始功能的關鍵標志性特征,但它們已經(jīng)“恢復活力”。該方法已發(fā)表在eLife雜志上。
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