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)），國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》（自然-通訊）在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)家的一個(gè)重大成果，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院的裴端卿和舒曉東團(tuán)隊(duì)在論文中闡明了人類胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)為肝細(xì)胞的轉(zhuǎn)化機(jī)制。該成果為多能干細(xì)胞分化提供了細(xì)胞生物學(xué)的機(jī)理，為解決干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)中的運(yùn)用打開了一扇新門窗，為人體組織與器官的再生提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)。

　　如何大量獲得神經(jīng)元、肝臟細(xì)胞及胰腺β細(xì)胞等具有特定功能的細(xì)胞？這是當(dāng)前再生醫(yī)學(xué)研究的重要課題之一，因?yàn)樗鼈兪羌?xì)胞移植及體外人類器官構(gòu)建的基礎(chǔ)。科研人員結(jié)合體細(xì)胞重編程、定向分化或是轉(zhuǎn)分化技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)能夠獲得多種功能性細(xì)胞，但是，不同方法誘導(dǎo)效率不一，所獲得的產(chǎn)物細(xì)胞的體內(nèi)安全性、有效性不易評(píng)估。

　　人體由大約200萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞組成。這些細(xì)胞構(gòu)建為人體所有組織與器官，例如皮膚，肝臟，關(guān)節(jié)，肌肉，大腦等。這200萬(wàn)億細(xì)胞到底可以分為多少類型？教科書上一般認(rèn)為有200多種類型。如果在顯微鏡下觀察，可以看到：人體組織與器官都含有二種基本細(xì)胞類型，上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞。

　　上皮細(xì)胞一般在組織器官的表面，由一層基底膜支撐著，同時(shí)構(gòu)成組織與器官的邊界和屏障?；啄は旅嬗砷g質(zhì)細(xì)胞組成。間質(zhì)細(xì)胞合成膠原蛋白和其他胞外基質(zhì)，賦予組織器官形狀和柔和性。所以，上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞是人體最具有普遍性的細(xì)胞類型。

　　上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞能否互相轉(zhuǎn)換？

　　答案是肯定的。

　　早在2010年，裴端卿團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞“逆轉(zhuǎn)”過程是由間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變到上皮細(xì)胞狀態(tài)來(lái)驅(qū)動(dòng)的，該過程被稱為“MET”，即間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為上皮細(xì)胞。

　　隨后，科研人員通過優(yōu)化轉(zhuǎn)化因子導(dǎo)入的順序，發(fā)現(xiàn)在間充質(zhì)轉(zhuǎn)變到上皮細(xì)胞狀態(tài)前還存在一個(gè)“上皮向間充質(zhì)細(xì)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(guó)傳統(tǒng)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(xì)胞狀態(tài)與上皮細(xì)胞狀態(tài)之間的多次相互轉(zhuǎn)換機(jī)理具有一定的普遍性，可能在其它類型的細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)換過程中也有重要作用。為此，課題組對(duì)體細(xì)胞重編程的逆過程——多能干細(xì)胞的定向分化過程，進(jìn)行了系統(tǒng)分析，重點(diǎn)評(píng)估EMT/MET過程在肝系分化過程中的作用。

　　成熟肝臟細(xì)胞是典型的上皮細(xì)胞，可由其同屬上皮細(xì)胞的人胚胎干細(xì)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(xì)胞之間的命運(yùn)轉(zhuǎn)換需要經(jīng)過一個(gè)間充質(zhì)狀態(tài)的中間階段。在胚胎干細(xì)胞分化為定型內(nèi)胚層階段發(fā)生了EMT過程，而隨后進(jìn)一步的肝系分化成熟過程伴隨著MET過程。

　　科研人員運(yùn)用單細(xì)胞分析、CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因修飾等技術(shù)，初步闡明了調(diào)控上述細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)換的分子機(jī)制：Activin A誘導(dǎo)人胚胎干細(xì)胞分泌EMT的誘導(dǎo)信號(hào)TGF-β，后者激活EMT轉(zhuǎn)錄因子SNAI1，從而激活胚胎干細(xì)胞的肝系分化過程。

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

　　該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)及廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)資助。