cell本意是“小房間”，成體細(xì)胞猶如一個(gè)具有特定功用的房間，房間里的器具構(gòu)造決定了它是居家、辦公還是商鋪；而胚胎干細(xì)胞則更像是一個(gè)空房間，根據(jù)需要你可以把它改造做任何用途。成體細(xì)胞重編程為胚胎干細(xì)胞的過程如同把原有房間里的器具構(gòu)造清空，只留下一些最基本的設(shè)施，比如水電。中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院裴端卿和秦寶明實(shí)驗(yàn)組的科研人員這樣形象地闡述細(xì)胞命運(yùn)變化中的細(xì)胞重塑。 

　　5月18日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然-細(xì)胞生物學(xué)》（Nature Cell Biology）在線發(fā)表了裴端卿和秦寶明實(shí)驗(yàn)組的研究成果“自噬和雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物I（mTORC1）調(diào)控體細(xì)胞重編程的隨機(jī)階段”（Autophagy and mTORC1 regulate the stochastic phase of somatic cell reprogramming）。研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)胞重塑是重編程早期的必須事件，它來自重編程因子關(guān)閉mTORC1，而mTORC1關(guān)閉引發(fā)的自噬激活則阻礙重編程的發(fā)生。 

　　2006年日本科學(xué)家Shinya Yamanaka成功建立的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）技術(shù)，非常簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)了成體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)為具有多種分化潛能的類似胚胎干細(xì)胞狀態(tài)的iPS細(xì)胞，解決了一直以來極大制約人類疾病研究的取材問題，從而徹底叩開了再生醫(yī)學(xué)的大門。經(jīng)過短短6年時(shí)間，2012年Yamanaka獲得了諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。然而該技術(shù)距離大規(guī)模應(yīng)用依然在兩個(gè)主要方面——質(zhì)量和安全性——存在問題，深入認(rèn)識(shí)這一技術(shù)背后的科學(xué)本質(zhì)是克服這些問題的前提。過去幾年來的研究主要集中在細(xì)胞核內(nèi)的基因表達(dá)調(diào)控上，而對(duì)細(xì)胞質(zhì)中發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)變則了解甚少。有研究發(fā)現(xiàn)自噬——細(xì)胞在饑餓等脅迫條件下主動(dòng)降解自身細(xì)胞質(zhì)組分的過程——通過降解線粒體在重編程早期發(fā)揮關(guān)鍵作用。 

　　裴端卿和秦寶明實(shí)驗(yàn)組的研究發(fā)現(xiàn)，在重編程早期的隨機(jī)階段自噬被強(qiáng)烈激活，這來自兩方面的共同作用：一方面重編程因子直接激活自噬相關(guān)基因表達(dá)，另一方面重編程因子通過關(guān)閉mTORC1間接激活自噬。出乎意料的是，自噬的激活對(duì)重編程非但不是必須，反而起阻礙作用。重編程在自噬缺失的細(xì)胞中不僅效率更高，而且獲得的iPS細(xì)胞具有正常的多能性。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，自噬與細(xì)胞重塑無關(guān)，實(shí)際上mTORC1的關(guān)閉是細(xì)胞重塑發(fā)生的關(guān)鍵原因，其持續(xù)開啟則阻斷細(xì)胞重塑、線粒體代謝轉(zhuǎn)變以及重編程的發(fā)生。這一研究不僅闡明了重編程中細(xì)胞重塑的關(guān)鍵作用和調(diào)節(jié)機(jī)制，而且由于自噬和mTORC1與干細(xì)胞、發(fā)育和疾病密切相關(guān)，該成果也將拓展人們對(duì)相關(guān)代謝疾病（如糖尿病、神經(jīng)退行性疾病以及癌癥）中細(xì)胞重塑如何影響細(xì)胞命運(yùn)的認(rèn)識(shí)，為尋找新的治療手段提供有力依據(jù)。 

　　該研究成果由裴端卿和秦寶明實(shí)驗(yàn)組與香港大學(xué)、深圳大學(xué)和香港中文大學(xué)等多個(gè)單位合作共同完成，得到了來自中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委以及廣州市等多方面的經(jīng)費(fèi)支持。  

　　文章鏈接：http://www.nature.com/ncb/journal/vaop/ncurrent/full/ncb3172.html

　　圖：重編程因子如何調(diào)節(jié)自噬和mTORC1以及后兩者如何影響體細(xì)胞重編程。圖片摘自http://www.nature.com/ncb/