來(lái)自英國(guó)Babraham研究所的科學(xué)家，與劍橋干細(xì)胞研究所和歐洲生物信息學(xué)研究所的同事們?cè)?/span>9月11日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上發(fā)表了他們的最新研究成果，這為研究人員能夠生成基礎(chǔ)狀態(tài)的、初始態(tài)（naïve）人類(lèi)干細(xì)胞滿(mǎn)足未來(lái)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用增添了希望。

在這項(xiàng)研究中研究人員證實(shí)，只需重設(shè)轉(zhuǎn)錄因子控制回路，就可以將人類(lèi)干細(xì)胞回復(fù)至一種基態(tài)，使其失去將它們標(biāo)記為特異細(xì)胞譜系的一些特征，轉(zhuǎn)而重新獲得非特化細(xì)胞身份，擁有發(fā)育為所有細(xì)胞類(lèi)型的無(wú)限潛力。

在這項(xiàng)研究中，研究人員將人類(lèi)干細(xì)胞重設(shè)為一種多能性狀態(tài)。以往的小鼠研究描繪出了基態(tài)小鼠干細(xì)胞的一些特征，該研究小組證實(shí)重新設(shè)置的人類(lèi)多能干細(xì)胞很大程度上共享了這些特征，并確證了這些人類(lèi)細(xì)胞的確回復(fù)至一種初始態(tài)。

Gabriella Ficz 博士、Wolf Reik 教授和Babraham研究所的同事們，針對(duì)這一基態(tài)人類(lèi)干細(xì)胞展開(kāi)分析，調(diào)查了細(xì)胞中的表觀遺傳調(diào)控。表觀遺傳是在DNA序列不發(fā)生改變的情況下，通過(guò)DNA修飾來(lái)影響基因表達(dá)。例如，DNA上的甲基化學(xué)標(biāo)記可以沉默基因表達(dá)。

隨著細(xì)胞呈現(xiàn)出確定的細(xì)胞身份，它們會(huì)獲得一些表觀遺傳標(biāo)記。因此，早期的胚胎細(xì)胞顯示低甲基化水平，這與它們尚未定向至一種特殊的細(xì)胞命運(yùn)相一致。去年，Babraham研究小組發(fā)現(xiàn)重設(shè)小鼠胚胎干細(xì)胞基因組發(fā)生了大范圍的去甲基化。

Ficz和Reik證實(shí)，總體上，這些重設(shè)人類(lèi)干細(xì)胞顯示整個(gè)基因組甲基化標(biāo)記喪失；它們實(shí)質(zhì)上擦除了一些表觀遺傳記憶。這種低水平DNA甲基化證實(shí)了它們與早期胚胎細(xì)胞相似，因此強(qiáng)有力地表明它們恢復(fù)了多能性。

Reik教授課題組的博士后研究人員Gabriella Ficz對(duì)這些細(xì)胞開(kāi)展了表觀遺傳分析。Ficz說(shuō)：“這項(xiàng)研究讓我們朝著再生醫(yī)學(xué)最終的目標(biāo)：利用來(lái)自患者的細(xì)胞來(lái)避免細(xì)胞和器官替代治療中的免疫排斥又邁近了一步。一切的關(guān)鍵在于闡明細(xì)胞需要什么才能在實(shí)現(xiàn)生存和增殖的同時(shí)確保它們喪失來(lái)源組織的記憶。成功地將胚胎干細(xì)胞應(yīng)用于組織再生需要滿(mǎn)足這兩個(gè)條件。”

Babraham研究所的Wolf Reik教授說(shuō)：“我們可將這種重編程比作為讓細(xì)胞失憶，使得它們忘記它們以往做過(guò)的所有發(fā)育決定。將它們回復(fù)至這種狀態(tài)，意味著我們可在隨后控制它們的細(xì)胞決定，使我們能夠生成所需的特殊細(xì)胞類(lèi)型。這一領(lǐng)域有著巨大的醫(yī)學(xué)潛力，例如向患者提供重設(shè)干細(xì)胞，我們有信心它們將發(fā)育為所需的正確細(xì)胞類(lèi)型，如神經(jīng)細(xì)胞。”

Babraham研究所所長(zhǎng)Michael Wakelam教授說(shuō)：“這些研究朝著解答人類(lèi)干細(xì)胞是否可以被重設(shè)至一種基態(tài)，以及維持多能性的可行性這類(lèi)相關(guān)的問(wèn)題邁出了重要的一步。”