科学家找到了擦除细胞记忆的方法以更好地将其重新编程为干细胞

在今天发表在《自然》杂志上的一项开创性研究中，澳大利亚科学家解决了再生医学中长期存在的问题。在哈利·珀金斯医学研究所和西澳大利亚大学的 Ryan Lister 教授以及莫纳什大学和阿德莱德大学的 Jose M Polo 教授的领导下，该团队开发了一种重新编程人类细胞以更好地模仿胚胎干细胞的新方法，对生物医学和治疗用途具有重大影响。

在 2000 年代中期的一项革命性进展中，人们发现身体的非生殖性成体细胞(称为“体细胞”)可以被人工重新编程为类似于胚胎干 (ES) 细胞的状态，这些细胞具有然后生成身体的任何细胞。

将人类体细胞(例如皮肤细胞)人工重编程为所谓的诱导多能干(iPS)细胞的能力提供了一种无限量供应 ES 样细胞的方法，在疾病建模、药物筛选等方面具有广泛的应用和基于细胞的疗法。

“然而，传统重编程过程的一个持续存在的问题是，iPS 细胞可以保留其原始体细胞状态的表观遗传记忆，以及其他表观遗传异常，” Lister 教授说。“这可能会在 iPS 细胞和它们应该模仿的 ES 细胞以及随后从它们衍生的特化细胞之间产生功能差异，这限制了它们的使用，”。

莫纳什生物医学发现研究所的Jose Polo 教授解释说，他们现在开发了一种称为瞬时幼稚治疗(TNT)重编程的新方法，它模仿了在非常早期的胚胎发育过程中发生的细胞表观基因组的重置。 。

“这显着减少了 iPS 细胞和 ES 细胞之间的差异，并最大限度地提高了人类 iPS 细胞应用的有效性，”他说。

该研究的共同第一作者、来自哈利帕金斯研究所、西澳大学和电视马拉松儿童研究所的计算科学家 Sam Buckberry 博士表示，通过研究体细胞表观基因组在整个重编程过程中如何变化，他们查明了表观遗传畸变何时出现，并引入了一个新的表观基因组重置步骤来避免它们并擦除记忆。

领导这项研究的干细胞科学家刘晓东博士表示，与使用传统重编程产生的细胞相比，新的人类 TNT-iPS 细胞在分子和功能上都更类似于人类 ES 细胞。

西澳大学哈利帕金斯研究所细胞生物学家、共同第一作者 Daniel Poppe 博士表示，使用 TNT 方法产生的 iPS 细胞分化成许多其他细胞，如神经元祖细胞，比使用标准方法产生的 iPS 细胞更好。

莫纳什大学学生兼共同第一作者贾坦表示，该团队的 TNT 方法是炸药。

他说：“它解决了与传统生成的 iPS 细胞相关的问题，如果不解决这些问题，从长远来看可能会对细胞疗法产生严重不利的后果。”

Polo 教授表示，iPS 表观基因组畸变及其校正背后的精确分子机制尚不完全清楚，需要进一步研究来了解它们。

Lister 教授表示：“我们预测 TNT 重编程将为细胞疗法和生物医学研究建立新的基准，并大幅推进其进展。”

该合作研究项目还包括来自澳大利亚国立大学、西湖大学、伦敦玛丽女王大学、马特研究所、昆士兰大学、昆士兰脑研究所、南澳大利亚健康与医学研究所、杜克-新加坡国立大学医学院和联邦科学与工业研究组织的研究人员。

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