細胞重編程是指將諸如神經(jīng)細胞或皮膚細胞一類的特化細胞轉(zhuǎn)變至胚胎干細胞狀態(tài)。逆轉(zhuǎn)端粒的生物學(xué)是讓細胞的發(fā)育進程發(fā)生這種顛倒的必要條件；在正常條件下隨著時間的推移端粒會逐漸縮短，而在細胞重編程過程中它們朝著相反的方向使得端粒的長度增長。

發(fā)表于Cell期刊旗下《Stem Cell Reports》雜志上的一項新研究揭示了，SIRT1蛋白是細胞重編程過程中延長及維持端粒的必要條件。SIRT1還確保了通過細胞重編程過程生成的干細胞——誘導(dǎo)多能性干細胞（iPS細胞）基因組的完整性。

這項研究工作是由西班牙國家癌癥研究中心的端粒和端粒酶課題組與轉(zhuǎn)基因小鼠核心部門協(xié)作完成。

自2006年日本科學(xué)家山中伸彌（Shinya Yamanaka）首次獲得源自成人組織的iPS細胞以來，再生醫(yī)學(xué)成為了最令人激動且快速發(fā)展的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之一?？茖W(xué)家們抱著一個雄心勃勃的目標(biāo)，致力將iPS細胞分化為所有的細胞類型；使得能夠再生出如阿爾茨海默氏癥、糖尿病或心血管疾病等一些疾病損傷的器官。

然而近年來iPS細胞的一些特性引起了科學(xué)界激烈的爭論。最新的研究表明在這些細胞中有可能累積染色體畸變和DNA損傷。端粒和端粒酶研究組博士后研究人員María Luigia De Boni說：“問題是我們并不知道這些細胞是否真正安全。”

2009年，西班牙國家癌癥研究中心的同一實驗室發(fā)現(xiàn)在細胞重編程過程中端粒的長度增長；端粒長度延長非常的重要，因為它使得干細胞獲得了永生性——這是干細胞的一個特征。

1年后，研究人員證實在胚胎干細胞中SIRT1蛋白水平增高。SIRT1屬于sirtuin家族成員，其與端粒維持、基因組穩(wěn)定和DNA損傷反應(yīng)有關(guān)聯(lián)。西班牙國家癌癥中心的研究人員提出了這樣一個問題：SIRT1是否參與了細胞重編程？

更安全的干細胞

利用小鼠和細胞培養(yǎng)物作為研究工具，該研究小組發(fā)現(xiàn)SIRT1蛋白是正確及安全發(fā)生重編程的必要條件。De Bonis 說：“在缺失SIRT1的情況下我們觀察了細胞重編程，然而隨著時間的推移，生成的iPS細胞無法有效地延長端粒，會遭受染色體畸變和DNA損傷。SIRT1幫助iPS細胞保持健康。”

作者們發(fā)現(xiàn)，iPS細胞的這種保護性效應(yīng)部分通過cMYC調(diào)控因子介導(dǎo)。SIRT1減慢了cMYC降解，導(dǎo)致細胞端粒酶增多。

該研究闡明了細胞重編程要如何確保干細胞的正常功能。這一知識將有助于克服iPS細胞應(yīng)用的一些障礙，推動iPS細胞用于再生醫(yī)學(xué)。