記者從中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院獲悉，北京時間5月3日17時，國際學術期刊《自然-通訊》在線發(fā)表了中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員裴端卿團隊關于調(diào)控人胚胎干細胞向肝系細胞分化的機理研究。據(jù)悉，裴端卿和舒曉東研究員是第一通訊作者。

　　據(jù)介紹，該成果為多能干細胞分化提供細胞生物學的機理，為解決干細胞在再生醫(yī)學運用中打開一扇新門窗。與此同時，在統(tǒng)一體細胞重編程與干細胞分化這兩個看似相反過程的機理研究中邁出一大步，促進細胞命運調(diào)控理論體系的建立。

　　歷時多年的系統(tǒng)研究

　　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(yī)學研究的重要課題之一，因為它們是細胞移植及體外人類器官構建的基礎。科研人員結(jié)合體細胞重編程、定向分化或是轉(zhuǎn)分化技術現(xiàn)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(nèi)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(xiàn)，細胞“逆轉(zhuǎn)”過程是由間充質(zhì)細胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變到上皮細胞狀態(tài)來驅(qū)動的，該過程被稱為“MET”。隨后，科研人員通過優(yōu)化轉(zhuǎn)化因子導入的順序，發(fā)現(xiàn)在間充質(zhì)轉(zhuǎn)變到上皮細胞狀態(tài)前還存在一個“上皮向間充質(zhì)細胞”狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程（該過程被稱為“EMT”），并證明這樣的多次轉(zhuǎn)換有利于提高重編程效率。

　　這一發(fā)現(xiàn)與中國傳統(tǒng)陰陽太極理念較一致，科研人員進一步推論，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(zhuǎn)換機理具有一定的普遍性，可能在其它類型的細胞命運轉(zhuǎn)換過程中也有重要作用。為此，課題組對體細胞重編程的逆過程---多能干細胞的定向分化過程，進行了系統(tǒng)分析，重點評估EMT/MET過程在肝系分化過程中的作用。

　　肝臟細胞分化的關鍵點

　　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體外定向分化而獲得。在上述研究中，科研人員發(fā)現(xiàn)這兩種上皮細胞之間的命運轉(zhuǎn)換需要經(jīng)過一個間充質(zhì)狀態(tài)的中間階段。在胚胎干細胞分化為定型內(nèi)胚層階段發(fā)生了EMT過程，而隨后進一步的肝系分化成熟過程伴隨著MET過程。

　　科研人員運用單細胞分析、CRISPR/Cas9介導的基因修飾等技術，初步闡明了調(diào)控上述細胞命運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄因子SNAI1，從而激活胚胎干細胞的肝系分化過程。

　　EMT/MET調(diào)控重編程及分化過程中細胞命運轉(zhuǎn)換的發(fā)現(xiàn)，為獲得特定的功能性細胞提供了一個理論性框架，有望通過對EMT/MET過程的分析和調(diào)控，高效、同步地獲得特定功能的細胞，同時，降低分化程度不足導致的潛在安全隱患（如成瘤性等），從而滿足再生醫(yī)學研究對細胞的需求。

　　據(jù)悉，該研究得到了國家自然科學基金、國家重大科學研究計劃、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項及廣東省科技計劃項目等經(jīng)費資助。